Вариантное проектирование фундаментов здания

  σ_zg6 = 20,0ּ 0,7 + 186,61= 200,61 кПа;

  σ_zg7 = 20,0ּ 0,7 +200,61  = 214,61 кПа;

  σ_zg8 = 20,0ּ 0,7 +214,61  = 228,61 кПа;

3) Находим  дополнительные вертикальные напряжения  от внешней нагрузки на глубине  z_i под подошвой условного фундамента (по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента) по формуле:

  σ_zр= α ּР_оII ,

  где α -  коэффициент изменения дополнительного давления по глубине основания, учитывающий форму подошвы фундамента. Определяется по формуле [2, табл. 1 прил.2], в зависимости от ξ. 

  ξ = 2z_i/b,

где b- ширина подошвы условного фундамента.

Р_оII определяется по формуле:

  Р_оII= Р_II- σ_zgo ,

где Р_II-среднее давление под подошвой фундамента.

Р_оII= 254,2 – 90,25 = 163,95 кПа

ξ₀  = 2ּ0/1,9 = 0 (α = 1)        σ_zр0  = 1ּ163,95 = 163,95 кПа

ξ₁ = 2ּ0,7/1,9 = 0,74 (α = 0,895)  σ_zр1  = 0,895ּ163,95 = 146,74 кПа

ξ₂ = 2ּ0,9/1,9 = 0,95 (α = 0,834)       σ_zр2  = 0,834 ּ163,95 = 136,73 кПа

ξ₃ = 2ּ1,6/1,9 = 1,68 (α = 0,624)  σ_zр3  = 0,624 ּ163,95 = 102,3 кПа

ξ₄ = 2ּ2,3/2,8 = 2,42  (α = 0,474)  σ_zр4 = 0,474 ּ163,95 = 77,71 кПа

ξ₅ = 2ּ3/1,9 = 3,16 (α =0,379)  σ_zр5  = 0,379 ּ163,95 = 62,14 кПа

ξ₆ = 2ּ3,7/1,9 = 3,89 (α = 0,315)  σ_zр6  = 0,315 ּ163,95 = 51,64 кПа

ξ₇ = 2ּ4,4/1,9 = 4,63 (α = 0,267)  σ_zр7  = 0,267 ּ163,95 = 43,77 кПа

ξ₈ = 2ּ5,1/1,9 = 5,37 (α = 0,232)  σ_zр8  = 0,232 ּ163,95 = 38,04кПа

  4)  H_с = 4,46 м, что находится между 7 и 8 точками.

Рис. 5. Расчетная схема к определению осадки свайного фундамента методом послойного суммирования 

  5) Определяем среднее значение  дополнительного вертикального  напряжения в i–ом слое грунта по формуле:

  σ_{zр. ср. i}  =  (σ_zpi + σ_{zр (i+1)} )/2

  6) Полная осадка основания определяется  как сумма осадок отдельных  слоев в пределах сжимаемой  толщи по формуле:

  S = β∑S_i = β∑ (σ_{zр. ср. i} h_i /E_i)

где β - безразмерный коэффициент, учитывающий условность расчетной схемы, принимаемый равным 0,8.

S₁ = σ_{zр. ср. 1}ּ h₁ /E₁ =155,35 ּ0,7 /7,6 = 14,31 мм

S₂ = σ_{zр. ср. 2}ּ h₂ /E₂ =141,74ּ0,2/7,6 = 3,73 мм

S₃ = σ_{zр. ср. 3}ּ h₃ /E₃ =119,52ּ0,7/26 = 3,22 мм

S₄ = σ_{zр. ср. 4}ּ h₄ /E₄ =90,01ּ0,7/26 = 2,42 мм

S₅ = σ_{zр. ср. 5}ּ h₅ /E₅ =69,93ּ0,7/26 = 1,88 мм

S₆ = σ_{zр. ср. 6}ּ h₆ /E₆ =56,89ּ0,7/26 = 1,53 мм

S₇ = σ_{zр. ср. 7}ּ h₇ /E₇ =47,71ּ0,7/26 = 1,28 мм

S₈ = σ_{zр. ср. 8}ּ h₈ /E₈ =40,91ּ0,7/26 = 1,1 мм

S=β∑S_i=0,8ּ(14,31 + 3,73 + 3,22 + 2,42 + 1,88 + 1,53 + 1,28 + 1,1) = 29,47 мм

  Условие S ≤ S_u выполняется, так как S_u=8 см, т.е. S=2,947 см < S_u=8 см.

  Результаты  расчетов представлены в таблице.

   Таблица 3

 
 
 
 
 
  

    
 
 
 

7. Вариант 3. Фундамент на грунтовой подушке.

  Грунтовые подушки – простейший вид искусственно улучшенного основания.

  Применение  подушек способствует уменьшению и  выравниванию осадок сооружения и более  быстрому их затуханию, а также уменьшению объема и глубины заложения фундаментов. Их целесообразно применять, когда  основание с поверхности сложено слабыми грунтами. Подушки используют для полной замены (прорезки) непригодного как основания пласта или для частичной замены слабого грунта с целью уменьшения на него давления (висячие подушки).

  В качестве материала подушки целесообразно применять:

  - щебень, гравий (если есть местные);

  - пески  крупные и средней крупности  (при устройстве фундаментов в  водонасыщенных грунтах);

  - местные  супеси и суглинки (при отсутствии  грунтовых вод);

  - стойкие  шлаки и т.д.

   В теле подушки эти грунты необходимо послойно уплотнить. При этом удельный вес скелета уплотненного грунта должен быть не менее 16,5 кН/м³

   7.1. Выбор материала  подушки

  В качестве подушки в курсовой работе принимаем песок средней крупности, средней плотности R=400 кПа.

7.2. Выбор глубины заложения фундамента

  Глубина заложения подошвы в данном случае может быть любая, так как песок средней крупности не обладает пучинистыми свойствами. Учитывая конструктивные особенности здания, принимаем три фундаментных блока h = 0,6 м, один фундаментный блок h = 0,3 м и одну фундаментную подушку h = 0,3 м.

   Таким образом, глубина заложения получается d_f = 3∙0,6 + 1∙0,3 + 0,3+

   0,15 = 2,55 м (рис. 6).

   

   Рис. 6. Конструктивная схема фундамента на песчаной подушке

   

   

   7.3. Определение размеров  подошвы фундамента

  Определяем  ориентировочную площадь фундамента:

А_f = F_υ0ІІ/(R₀- βγ_f·d_f) = 300/(400- 1∙20·2,55) = 0,86 м².

  I приближение:

  Принимаем подушку 1600 мм  и проверяем по формулам, аналогичным в фундаментах  мелкого заложения.

  ФЛ (b =1600 мм, h=300 мм).

  Расчетное сопротивление грунта основания  R определяется по [2, прил.3].

  В данном случае для d_f=2,55 м > 2 используем формулу:

  R = R₀[1 + k₁(b – b₀)/b₀] + k₂g ^/_II (d - d₀),

где b, d-соответственно ширина и глубина проектируемого фундамента, м;

γ'_II – расчетное  значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м³ (кгс/см³);

k₁ – коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков k₁ = 0,125;

k₂    –     коэффициент,   принимаемый   для   оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, k₂ = 0,25;

b₀=1 м, d₀=2 м;

R₀ – принимается по табл. 1-5 [2], R₀ = 400 кПа.

γ_II' = (1,95∙18,4 + 0,6∙19,0)/2,55 = 18,54 кН/м³; 

R= 400 ּ [1+ 0,125 ּ (1,6- 1)/ 1 ] + 0,25 ּ18,54∙ ( 2,55 - 2) = 432,55 кПа.

  Проверим  давление по подошве фундамента с b = 1600 мм и h = 300 мм.

  P = (F_υ0ІІ + G _fІІ + G _gлІІ + G _gпрІІ)/А_f

  F_υ0ІІ  = 300 кН.

  Нагрузка  от веса фундамента:

G _fІІ = V_f ּ γ_f,