Расчет основания фундамента из просадочного грунта

статическом давлении трамбовки на грунт 20 кПа масса трамбовки составляет m = pF/g = 20 · 1,54/9,81 = 3,138 т.

Модуль деформации уплотненного грунта основания принимается на 20 % больше начального: Е = 1100 · 1,2 = 1320 т/м².

3. Определение размеров подошвы фундаментов.

Определение глубины заложения подошвы фундамента.

При определении глубины заложения фундаментов следует руководствоваться п. 2.25 СНиП 2.02.01-83, который рекомендует учитывать целый ряд факторов, основными из которых являются: влияние климата, инженерно-геологические и гидрологические особенности, конструктивные особенности.

Расчетную глубину сезонного промерзания d_f согласно СНиП определяют по формуле:

d_f = k_h · d_fn, где k_h – коэффициент теплового режима здания, определяемый по таблице 1 СНиП «Основания зданий и сооружений», принимаем k_h = 0,7,

d_fn – нормативная глубина промерзания, для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м ее нормативное значение устанавливается по формуле:

d_fn = d₀ · , где d₀ – величина, принимаемая для супесей 0,28;

M_t – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе. Для Новосибирска M_t = 73,6.

d_fn = 0,28 · = 2,40 м;

d_f = 0,7 · 2,4 = 1,68 м.

Поскольку грунтовые воды на площадке строительства отсутствуют, то глубину заложения из гидрологических условий принимаем не менее d_f = 1,68 м.

Исходя из конструктивных требований d = 1,35 + 0,3 =  1,65 м.

Принимаем глубину заложения фундаментов равной 1,7 м.

Сбор нагрузок на фундаменты от надземной части здания.

Вертикальная сосредоточенная нагрузка N, передающаяся от колонны на фундаменты:

N = А · g, где А – грузовая площадь перекрытия, приходящаяся на рассматриваемую колонну, м²;

g – заданная единичная нагрузка соответствующего пролета, т/м².

Фундамент № 7

N₁ = 3 · 18 · 1,5 = 81 т,

M₁ = 0,05 · N₁ = 0,05 · 81 = 4,05 т·м,

N₂ = 6 · 3 · 0,6 = 10,8 т,

M₂ = 0,05 · N₂ = 0,05 · 10,8 = 0,54 т·м.

Фундамент № 9

N₃ = 3 · 9 · 1,5 = 40,5 т,

M₃ = 0,08 · N₃ = 0,08 · 40,5 = 3,24 т·м,

N₄ = 3 · 3 · 0,6 = 5,4 т,

M₄ = 0,08 · N₄ = 0,08 · 5,4 = 0,432 т·м.

Нагрузка от собственного веса стен:

Р_ст = В_ст · Н_ст · q_ст · k_пр, где В_ст – ширина стенового пояса, приходящаяся на рассматриваемый фундамент;

Н_ст – высота стены;

q_ст  - вес стеновых панелей, q_ст = 0,3 т/м²;

k_пр – коэффициент просветности:

-  для наружных стен цехов промышленных зданий k_пр = 0,5;

-  для наружных стен бытовых помещений k_пр = 0,6;

-  для торцевых стен цехов промышленных зданий k_пр = 1.

Расчеты сведены  в таблицу 3.

Таблица 3

№ фун-та	нагрузки от колонн					нагрузки от стен
	Колонна	Груз. площадь  м2	Един. нагруз-ка, т/м2	Nн, т	Мн, тм	Груз. площадь	Един. нагрузка	kпр	Рстн, т
Ф-7	К-1	3 х 18 = = 54	1,5	81	4,05	6 · 14,4 = 86,4	0,3	1	25,92
	К-2	6 х 3 =   = 18	0,6	10,8	0,54	-	-	-	-
Ф-9	К-3	3 х 9 =  =27	1,5	40,5	3,24	3 · 14,4 = 43,2	0,3	0,5	6,48
	К-3	-	-	-	-	3 · 14,4 = 43,2	0,3	1	12,96
	К-4	3 х 3 =   = 9	0,6	5,4	0,432	3 · 4,8 = 14,4	0,3	0,6	2,59

Определение приведенных нагрузок на фундаменты.

Фундамент № 7

N_o = N₁ + N₂ + P_ст = 81 + 10,8 + 25,92 = 117,72 т,

M_x = P_ст · е_ст + N₂ · е₂ = 25,92 · 0,65 + 10,8 · 1,3 = 30,89 тм,

М_у = М₁ + М₂ = 4,59 тм.

Фундамент № 9

N_o = N₃ + N₄ + P_ст3,1 + Р_ст3,2 + Р_ст4 = 40,5 + 5,4 + 2,59 + 6,48 + 12,96 = 67,93 т,

M_x = P_ст3,2 · е_ст3,х + N₄ · е_4,х = 12,96 · 0,65 + 5,4 · 1,3 = 15,44 тм,

М_у = М₃ + М₄ + Р_ст3,1 · е_ст3,у + Р_ст4 · е_ст4 + N₄ · е_4,у = 3,24 + 0,432 + 6,48 · 0,5 +      + 2,59 · 0,5 + 5,4 · 0,3 = 9,83 тм.

Определение размеров подошвы фундаментов по значению сопротивления грунта.

Расчетное сопротивление грунтов определяется по формуле:

,

где γ_с1 и γ_с2 – коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 3 СНиП 2.02.01-83*;

γ_с1 = 1,25; γ_с2 = 1,1;

М_γ, М_q, М_с – коэффициенты, принимаемые по табл. 4 СНиП 2.02.01-83*;

при φ_II = 18^o M_γ = 0,43; M_q = 2,73; M_c = 5,31;

k_z – коэффициент, при b < 10 м k_z = 1;

k – коэффициент, принимаемый равным: k = 1 – если прочностные характеристики грунта (с и φ) определены непосредственными испытаниями;

γ_II – осредненное рачетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, тс/м³;

γ_II' – то же, залегающих выше подошвы;

с_II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, тс/м²;

d₁ – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки; d₁ = 1,7 м;

d_b – глубина подвала; d_b = 0;

Фундамент № 7

По конструктивным соображениям предварительно принимаем размеры фундамента b x l = 2,1 х 2,4 м.

кг/м²;

Определение давления фундамента на основание:

p = (N₀ + G_ф.гр)/А;

где А – площадь плиты фундамента;

G_ф.гр – вес фундамента и грунта;

N₀ – приведенная нагрузка на основание, передаваемая фундаментом;

N₀ = 117,72 т;

G_ф.гр = b · l · d · γ_ср = 2,1 · 2,4 · 1,7 · 2 = 17,136 т,

здесь γ_ср – осредненное значение удельного веса железобетона и грунта