Проектирование фундамента здания

1.Конфигурация  рассматриваемого  здания. 

 

     2.Исходные  данные.

     Проектируемое здание, строится в г. Абакане. Район  строительства относится к  климатической  зоне IB, который имеет следующие характеристики:

-среднемесячная  температура наиболее холодного  месяца (январь) от –14 ˚С до –28 ˚ С [4];

-среднемесячная  температура наиболее жаркого  месяца (июль) от +12 ˚С до +21 ˚С [4];

-средняя  скорость ветра за 3 зимних месяца 5 м/с и более  [4];

-температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 = -40 ˚С [4];

-средняя  температура наружного воздуха  при отопительном периоде -9,7˚С [4]

-зона  влажности района – сухая,  приложение 1 [4]

-снеговой  район ІІІ, карта 1[3]

-вес  снегового покрова - 1,0 кПа т. 4 [3]

-ветровой  район ІІІ, карта 3, скоростной  напор ветра - 0,38 кПа, т. 5 [3] 

Физико-механические свойства грунтов

Вывод: принимаем в качестве основания  для фундаментов на естественном основании глину.

    3. Проектирование фундамента  мелкого заложения 

    3.1 Расчет глубины  заложения.

     На  участке согласно геологическим  изысканиям залегает глина, которая  и являются основанием для ленточного сборного фундамента.         

     Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов d_fn=2,9м.

1.Данные  о грунтах:

            -2,4м суглинки, 

            -2,6м глина  

            -уровень грунтовых  вод d_w=5,0м

2.Определяем  расчетную глубину промерзания  грунтов по ф.3 СНиП 2.02.01-83* Основания  зданий и сооружений.

     d_f=k_h* d_fn, ф.3  , где

     k_h=0,5 – коэффициент, учитывающий тепловое влияние сооружений, принимается по т.1   [5];       

     d_f=0,5*3,0=1,5

3.Определяем  зависимость глубины заложения  фундаментов от уровня грунтовых  вод d_w=5,0м по т.2 [ 5 ]

       d_f+2=1,5+2  =3,5

       d_w=5,0>d_f+2=3,5 

     Следовательно, глубина заложения фундаментов при глинах и d_w>d_f+2 должна быть не менее d_f=1,5м.Учитывая, что здание с подвалом, принимаем глубину заложения фундаментов конструктивно 3,5м.

   3.2 Расчет ширины  подошвы фундамента.

     3.2.1. Определение ориентировочных размеров подошвы фундаментов.

    , (м²)

     где R₀=300(кПа) т.3 приложение 3[ 5 ]

     γ_с =19,6кН/м³ – среднее значение плотности фундамента и грунта на его уступах.

     

     Принимаем b=1,6м.

     Принимаем фундаментную плиту Ф16 
 
 

     3.2.2.Определение среднего давления на основание

 

     где N нагрузка на погонный метр фундамента; А – площадь подошвы фундамента при длине 1м; 

     3.2.3. Определение расчетного давления (сопротивления) грунта R по формуле 7[5].

γ_с1=1,2;   γ_с2=1,1  т.3[ 3 ] – коэффициенты условия работы

к_z=1 если b≤10м, b=1,2м – меньший размер ширины подошвы

С_II=C_n=0,057мПа      

φ_II=φ_II⁰=18⁰

M_γ=0,43;  М_g=2,73;  М_с=5,31   по табл.4 [5] в зависимости от φ_II=18⁰

d_b= 3,48-1,28=2,2м

3.2.4Проверка условий пункта 2.49 [5].

     Среднее давление под подошвой фундамента должно быть не более расчетного давления.  Р≤R

     Р=0,293мПа≤R=0,466мПа

     Условие выполнено

    3.3 Расчёт осадок.

Осадку  определяем по формуле  где:

    =αР_ср;

   Е_i – модуль упругости слоя

   α- коэффициент определяемый по табл. 1 [5]

   h_i= 0,4м - толщина единичного слоя;

   

 Расчёт  осадок производим в табличной форме.

 Сравнение фактической осадки фундамента с  нормативной:

        < прил 4 [5].

 Уменьшаем ширину подошвы фундамента до 0,3 м  и повторяем расчет осадок. Для обеспечения несущей способности грунта применяем подготовку из уплотнённого щебня шириной 1,2м. Высоту подготовки определяем из условия распределения напряжений под углом :

   

     Определение среднего давления на основание

 

 Расчёт  осадок

 

 
 
 
 
 

 

 Сравнение фактической осадки фундамента с  нормативной:

        < прил 4 [5].

Окончательно  принимаем фундамент шириной 0,3м  из блоков ФС24.3.6 со щебёночной подготовкой 1,2×0,45 м 
 
 
 
 
 
 
 

4.Проектирование  свайных фундаментов.

     4.1.Выбор  типа и сечения  сваи.

     Принимаем железобетонные забивные сваи квадратного  сечения 300х300 мм, марки С4,5-25

4.2.Назначаем  глубину заложения  ростверка.

     Ростверк  устраиваем с тем условием, чтобы  верх его был на уровне пола подвала. Отметка низа ростверка находится: -3,680-0,300=-3,980м. 

     4.3.Определение  несущей способности  забивной сваи.

     Длина сваи l=4,5м, при забивке часть длины сваи (0,25м) по технологическим требованиям оставляется над поверхностью. Длина сваи в грунте 4,5-0,5=4м.

     Несущую способность определяем по формуле

     

       где -несущая способность сваи;

       =1 – коэффициент условий работы сваи в грунте;

     R=300 кПа (для песков гравелистых) – расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи т. 1[4];

     А=0,25*0,25=0,0625м² – площадь опирания сваи на грунт;

      _i  - расчётное сопротивление i -того слоя грунта т.2 [4];

      - толщина i -того слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи;

    U=0,25*4=1м – наружный периметр сваи;

     = 1 и  =1 по т.3 [4]. 
 
 
 

    Расчёт  производим в табличной форме.