Розміри підошви фундаментів

 

Визначимо ширину підошви фундаменту зовнішньої стіни п’ятиповерхової блок-секції з проїздом. Конструктивна схема будівлі – гнучка. Фундамент передає на основу навантаження n_ІІ=229,097 кН.

Інженерно-геологічні умови майданчика такі:

ІГЕ-1 – рослинний шар товщиною 0,3м;

ІГЕ-2 - пісок дрібний, пухкий, малого ступеню водонасичення з φ_ІІ=27⁰, с_ІІ=0 кПа, товщина шару 3,7-3,9м.

Перед влаштуванням фундаментів основу (ІГЕ-2) товщиною 2,2м необхідно поверхнево ущільнити важкими трамбівками до е=0,65. Визначаємо потрібний діаметр d_тр і масу m_тр трамбівки:

 

, де h_s – товщина ущільненого шару; k – коефіцієнт, який приймається рівним для піску k=1.55;

, де p – статичний тиск трамбівки на грунт; А – площа основи трамбівки, .

Трамбування ведеться скиданням трамбівки масою 3,3т з висоти 4-8м по всій площі під споруду.

По досягненню необхідного коефіцієнту пористості з формули визначимо г/см³. Звідки γ_ІІ=γ’_ІІ=ρ·10=1,76·10=17,6.

У першому наближенні для несучої зовнішньої стіни по осі Ас визначимо ширину підошви фундаменту за виразом

м,

де R₀ – розрахунковий опір, кПа,

Приймаємо рішення використати фундаменти збірні, тоді за ГОСТ 13580-85 приймаємо найближчий типорозмір фундаментної плити.

Приймаємо ФЛ10 з шириною b=1,0м.

За формулою (7) СНиП 2.02.01-83 визначаємо розрахунковий опір грунту під підошвою фундамента:

Визначаємо середній тиск під підошвою фундаменту

Перевіряємо виконання умови , - умова не виконується. Необхідно збільшити ширину підошви фундаменту. Приймаємо типорозмір плити ФЛ12 з шириною b=1,2м. Розрахунковий опір грунту:

Визначаємо середній тиск під підошвою фундаменту

Перевіряємо виконання умови , - умова не виконується. Необхідно збільшити ширину підошви фундаменту. Приймаємо типорозмір плити ФЛ14 з шириною b=1,4м. Розрахунковий опір грунту:

Визначаємо середній тиск під підошвою фундаменту

Перевіряємо виконання умови , - умова виконується. Запас становить

.

Остаточно приймаємо плиту ФЛ14 із шириною b=1,4м.

У першому наближенні для несучої внутрішньої стіни по осі Бс визначимо ширину підошви фундаменту за виразом

м,

де R₀ – розрахунковий опір, кПа,

Приймаємо рішення використати фундаменти збірні, тоді за ГОСТ 13580-85 приймаємо найближчий типорозмір фундаментної плити.

Приймаємо ФЛ14 з шириною b=1,4м.

За формулою (7) СНиП 2.02.01-83 визначаємо розрахунковий опір грунту під підошвою фундамента:

Визначаємо середній тиск під підошвою фундаменту

Перевіряємо виконання умови , - умова не виконується. Необхідно збільшити ширину підошви фундаменту. Приймаємо типорозмір плити ФЛ16 з шириною b=1,6м. Розрахунковий опір грунту:

Визначаємо середній тиск під підошвою фундаменту

Перевіряємо виконання умови , - умова не виконується. Необхідно збільшити ширину підошви фундаменту. Приймаємо типорозмір плити ФЛ18 з шириною b=1,8м. Розрахунковий опір грунту:

Визначаємо середній тиск під підошвою фундаменту

Перевіряємо виконання умови , - умова не виконується. Необхідно збільшити ширину підошви фундаменту. Приймаємо типорозмір плити ФЛ20 з шириною b=2,0м. Розрахунковий опір грунту:

Визначаємо середній тиск під підошвою фундаменту

Перевіряємо виконання умови , - умова не виконується. Необхідно збільшити ширину підошви фундаменту. Приймаємо типорозмір плити ФЛ24 з шириною b=2,4м. Розрахунковий опір грунту:

Визначаємо середній тиск під підошвою фундаменту

Перевіряємо виконання умови , - умова виконується. Запас становить

.

Остаточно приймаємо плиту ФЛ24 із шириною b=2,4м.

 

У першому наближенні для самонесучої стіни по осі 1с визначимо ширину підошви фундаменту за виразом

м,

де R₀ – розрахунковий опір, кПа,

Приймаємо рішення використати фундаменти збірні, тоді за ГОСТ 13580-85 приймаємо найближчий типорозмір фундаментної плити.

Приймаємо ФЛ8 з шириною b=0,8м.

За формулою (7) СНиП 2.02.01-83 визначаємо розрахунковий опір грунту під підошвою фундамента:

Визначаємо середній тиск під підошвою фундаменту

Перевіряємо виконання умови , - умова виконується. Запас становить

.

Остаточно приймаємо плиту ФЛ08 із шириною b=0,8м.

 

3.3. Розрахунок основ і фундаментів за деформаціями (визначення сумісного осідання основи і фундамента)

Розрахунок основ за деформаціями проводять з метою обмеження сумісної деформації основ і фундаментів такими величинами, за яких гарантується нормальна експлуатація будівлі чи споруди. При цьому повинна виконуватись умова

, де

s – сумісна деформація основи і споруди, визначається розрахунками,

s_u – граничнодопустиме значення сумісної деформації основ і споруди, встановлюється вимогами п.2.51-2.55 СНиП 2.02.01-83.

Якщо відсутні дані про допустиму деформацію для даної споруди, то можна скористатись додатком 4 СНиП 2.02.01-83.

Згідно СНиП 2.02.01-83 розрахунок деформацій основ визначається методом пошарового підсумовування, використовуючи схему основи у вигляді лінійно деформованого напівпростору, або методом лінійно деформованого шару, якщо виконуються умови підпунктів а) і б) п.2.40 СНиП 2.02.01-83.

Осідання основи при використанні метода пошарового підсумовування визначається за виразом

β – безрозмірний коефіцієнт, β=0,84

h_i – товщина розрахункового шару, на який ділиться стислива товща H_c, h_i≤0,4b, де b – ширина підошви фундаменту;

Е_і – модуль деформації ІГЕ, в якому знаходиться розрахунковий шар;

- середнє значення додаткових напружень в розрахунковому шарі грунту, визначається як півсума додаткових напружень на верхній та нижній межі розрахункових шарів

,

α – безрозмірний коефіцієнт, який враховує зміну з глибиною додаткового напруження і визначається з таблиці 1 додатку 2 СНиП 2.02.01-83;

,

р – середній тиск під підошвою фундамента (див. п.3.2.);

- напруження від власної ваги грунту на рівні підошви фундаменту.

Якщо розпланування проводилось зрізанням грунту, то

.

Якщо розпланування проводилось підсипанням грунту, то

.

Вертикальне напруження від власної ваги грунту на межі будь-якого розрахункового шару визначається за виразом

,

де γ_ІІі – питома вага грунту, в якому знаходиться розрахунковий шар, визначається за виразом

γ_ІІ= ρ·10,

ρ – щільність грунту (див. розділ І).

Якщо розрахунковий шар знаходиться нижче рівня підземної води, то необхідно враховувати Архімедову силу, при цьому питома вага грунту визначається за виразом

,

ρ_s і е – характеристики грунту (див. розділ І),

ρ_w=1г/см³ – густина води. В.С.

Нижня межа стисливої товщі H_c, яка позначається буде проходити там, де виконується умова

.

Якщо ця умова виконується в ІГЕ з модулем деформації Е<5000кПа, або такий грунт буде розташований нижче, дуже близько, то розрахунок продовжують до виконання умови

.

 

Визначимо сумісне осідання основи і фундаменту для несучої зовнішньої стіни по осі Ас, несучої внутрішньої стіни по осі Бс, самонесучої стіни по осі 1с п’ятиповерхової блок-секції.

Розпланування землі проводилось підсипанням на 0,1м, глибина закладення фундаменту d=2,0м, ширина підошви фундамента b=1,4м, b=2,4м, b=0,8м середній тиск по підошві фундаменту відповідно р=198,84кПа, р=192,6кПа, р=188,28кПа

§ Складаємо схему-таблицю сумісного осідання основи і фундаменту.

§ Ділимо основу на розрахункові шари, товщиною h_i≤0.4b, де b – ширина підошви фундаменту. При цьому розрахунковий шар не повинен знаходитись в двох ІГЕ, або в одному ІГЕ з різною питомою вагою з урахуванням Архімедової сили.

У нашому випадку h_i,max=0.4·1.4=0.56м; h_i,max=0.4·2,4=0,96м, h_i,max=0.4·0,8=0,32м.

§ Визначаємо напруження від власної ваги грунту на нижній межі кожного розрахункового шару.

§ Визначаємо z_i – відстані від підошви фундаменту до нижньої межі кожного розрахункового шару.

§ Визначаємо коефіцієнт ξ=2z/b.

§ З табл.1. додатку 2 СНиП 2.02.01-83 визначаємо коефіцієнт α, як для стрічкового фундаменту.

§ Визначаємо додатковий тиск під підошвою фундамента p₀=p-σ_zg,0=198,84- 29,5=169,3 кПа, p₀=p-σ_zg,0=192,6-29,5=163,1кПа, p₀=p-σ_zg,0=188,28-29,5=158,78кПа. Визначаємо додаткові напруження на нижніх межах кожного розрахункового шару за виразом σ_zp=α·p_o. При розрахунку σ_zp необхідно слідкувати за тим, щоб виконувалася умова σ_zp≤0,2 σ_zg.

§ У межах стисливої товщі будуємо епюри σ_zg (зліва від осі фундаменту) та σ_zp (справа від осі фундамента). Вибираємо однаковий масштаб для двох епюр.

§ У межах стисливої товщі визначаємо σ_zpі для кожного розрахункового шару.

§ Визначаємо осідання кожного розрахункового шару за виразом , де Е_і – модуль деформації ІГЕ, в якому знаходиться розрахунковий шар.

§ Визначену суму s_i порівнюємо з допустимим s_u, згідно з додатком 4 СНиП 2.02.01-83. У даному випадку s_i=3,64см для фундаменту ФЛ14, s_i=4,83см для фундаменту ФЛ24 і s_i=2,38см для фундаменту ФЛ08, що не перевищує допустиме значення s_u=10см.

§ Визначаємо середнє осідання фундаменту, як суму осідань кожного: Δs=(3,64+4,83+2,38)/3=3,62см.

§ Визначаємо різницю осідань двох суміжних фундаментів і порівнюємо з допустимим: Δs/L=1,19/2640=0,00045, що не перевищує допустиме значення (Δs/L)u=0,0020.

Результати розрахунків заносимо до таблиця 1.9, 1.10, 1.11.