расчет фундамента — Пример расчета фундамента мелкого заложения

расчет фундамента — основная тема материала.

Приложение А

Пример расчета фундамента мелкого заложения

1. Анализ исходных данных по надфундаментной конструкции

Проектируемый объект – жилой дом. Размеры здания в плане 48000х12000 мм.

Высота сооружения в осях А — Б – В = 31 м.

Фундаменты: проектируемый – ленточный монолитный под стену.

Здание чувствительно к неравномерным осадкам.

Район строительства – г. Орел.

Таблица 1

Усилия на верхних обрезах фундаментов (основное сочетание нагрузок)

Из двух сочетаний в Таблице 1 в качестве расчетной выбираем комбинацию усилий с максимальной вертикальной силой, т.е.: Fv,II =320 кН, Mx,II =90 кНм.

Расчетные усилия Fv,I,. Mx,I получаем умножением соответственно величин Fv,II,. Mx,II на коэффициент перегрузки, равный 1,2, Fv,I =384 кН, Mx,I =108 кНм.

Усилия на отметке подошвы фундамента (Nn) находят после определения предварительных размеров фундамента.

2. Инженерно-геологические и гидрогеологические условия площадки строительства

Выполняем привязку здания в плане и по высоте (Рисунок 1). На плане показано направление геологического разреза по скважинам, составлена сводная таблица характеристик грунтов (Таблица 2).

[IMAGE_1] Рисунок 1. Схема расположения скважин

[IMAGE_2] Рисунок 2. Геологический разрез

Таблица 2

Исходные характеристики грунтов

2.1 Физико-механические характеристики грунтов

Рельеф спокойный, залегание согласное. Залегание слоев сверху вниз: чернозем (толщина слоя — 0,3м), суглинок с черноземом (0,7м), суглинок желто-бурый (4,2 м), песок желто бурый мелкий (2,6 м), суглинок желто бурый (4,4 м), глина коричневая (2,7 м). имеется водоносный горизонт на глубине залегания песка желто бурого. В качестве основания может служить суглинистый и глинистый слои.

Для определения инженерно-геологических условий строительства на площадке были пробурены 3 скважины глубиной до 15,0 м (Рисунок 2). При бурении выявлены следующие грунты:

• Суглинок с черноземом — мощность колеблется от 0,6 до 0,7 м;
• Суглинок желто-бурый — мощность колеблется от 4,0 до 4,3 м;
• 3) Песок желто-бурый мелкий — мощность слоя от 2,5 до 2,8 м;
• 4) Суглинок желто-бурый — мощность слоя колеблется от 4,3 до 4,5 м;
• 5) Глина коричневая — мощность слоя от 2,5 до 3,0 м.

Грунтовые воды обнаружены в третьем слое, в песке. Отметка грунтовых вод 92,6 м.

Приведем пример определения физико-механических характеристик для суглинка с черноземом:

Удельный вес грунта кН/м3.

Плотность грунта в сухом состоянии г/см3.

Коэффициент пористости

Число пластичности .

Показатель текучести .

Коэффициент водонасыщения .

Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды для грунта, залегающего ниже уровня грунтовых вод находят из выражения

где w = 1,00 т/м3(г/см3) – плотность воды.

Механические характеристики определим по СП 22.13330.2016 (для грунтов с промежуточными значениями е, IL не указанными в таблицах, значения с, φ, Е, R0 определяют интерполяцией):

• – угол внутреннего трения II=21,3 (Приложение А);
• – коэффициент сцепления cII=24,5 кПа (Приложение А);
• – модуль деформ

ации Е=15,5 МПа (Приложение А);

– расчетное сопротивление R0=216,43 кПа (Приложение Б).

По ГОСТ 25100-2020 определяем разновидность грунта:

• по числу пластичности IP = 0,12 – суглинок легкий (таблица Б.14);
• по показателю текучести IL= 0,42 – тугопластичный (таблица Б.16);

Полное наименование грунта – суглинок легкий, тугопластичный.

Физико-механические характеристики и разновидности грунтов других слоев определяем по аналогии и заносим данные в таблицу 3.

Таблица 3

Сводная таблица характеристик грунтов

3. Оценка инженерно-геологических условий

Глубина заложения фундаментов исчисляется от отметки планировки до подошвы фундамента. Абсолютную отм

Отметку подошвы фундамента определяют исходя из 6 условий согласно пп. 5.1.1-5.5.10 СП 22.13330.2016 в следующей последовательности.

По назначению и конструктивным особенностям проектного сооружения (наличие подвала, приямков, каналов, сопряжение колонны или стены с фундаментом)

Рисунок 3. Определение глубины заложения фундаментов с учетом конструктивных особенностей здания: фундамент под стену

Абсолютная отметка пола 1-го этажа – 98,70.

FL =98,70- (2,2+0,15+0,5)=95,85 м

По глубине заложения фундаментов примыкающих (существующих) сооружений

Так как строительная площадка свободна от застройки, то в данном пункте ограничений нет.

По нагрузкам и воздействиям на основания и фундаменты и инженерно-геологическим условиям местности, на которой находится площадка строительства

Прежде всего нужно выбрать несущий слой (в котором расположена подошва фундамента).

Несущим слоем не могут быть так называемые слабые грунты (например, торф, или заторфованные грунты), растительный слой и некоторые виды культурных отложений.

Следуя вдоль вертикальной оси проектируемого фундамента на геологическом разрезе (Рисунок 2), определяем абсолютную отметку кровли несущего слоя (97,1), и, приняв величину заглубления, определяем абсолютную отметку подошвы фундамента (96,6).

Предварительно площадь подошвы фундамента можно определить по формуле А=Fv,II /Rо=320/206=1,55 м2. Минимальное заглубление фундаментов в несущий слой должно быть 10…50 см; с другой стороны не следует оставлять под подошвой фундамента слой грунта малой толщины, если строительные свойства несущего слоя значительно хуже свойств подстилающего слоя.

По существующему и проектируемому рельефу застраиваемой территории

Так как существующий рельеф территории спокойный (небольшое колебание отметок, отсутствие оврагов, балок), то он не накладывает ограничений.

ыть 10…50 см; с другой стороны не следует оставлять под подошвой фундамента слой грунта малой толщины, если строительные свойства несущего слоя значительно хуже свойств подстилающего слоя.

По существующему и проектируемому рельефу застраиваемой территории

Так как существующий рельеф территории спокойный (небольшое колебание отметок, отсутствие оврагов, балок), то он не накладывает ограничений.

По глубине сезонного промерзания грунтов

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта:

dfn = d0 = 0,23 ∙ = 1,1 м.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта:

df = kh dfn = 1,1 ∙ 1, 1 = 1,21 м.

По гидрогеологическим условиям в период строительства и эксплуатации сооружения

Грунтовые воды не оказывают непосредственного влияния на глубину заложения фундаментов, так как фундамент запроектирован выше уровня грунтовых вод.

Окончательно принимаем минимальное значение величины абсолютной отметки подошвы фундаментов и вычисляем глубину заложения.

За проектную отметку подошвы (FL) принимаем минимальное значение, т.е. 95,85м, тогда глубина заложения равна:

d= DL-FL=98,4-95,85=2,55 м.

4. Определение размеров подошвы фундамента мелкого заложения

Расчеты для ленточного фундамента ведем на 1 п.м фундамента, принимая l=1 м.

Размеры подошвы определяем методом последовательного приближения.

1. Вычисляем площадь подошвы А в первом приближении:

2. С учетом того, что фундамент является внецентренно нагруженным, увеличим площадь подошвы фундамента на 20 %. Принимаем размеры подошвы b1 = 2,5 м l1 = 1,0 м.

3. Определяем расчетное сопротивление грунта основания (по СП 22.13330.2016, формула (7)):

.

По таблице 5.4-5.5 СП 22.13330.2016 определим:

с1=1,1; с2=1; K=1,1; Кz=1; М=0,43; Мq=2,73; Мc=5,31.

Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента:

Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента с учетом взвешивающего действия грунтовых вод и водоупорного слоя (глина):

d1 – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, где hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м; hcf – толщина конструкции пола подвала, м. Удельный вес конструкции пола принимаем γcf = 24 кН/м3.

db=1,9 м – глубина подвала.

5. Вычисляем площадь подошвы во втором приближении:

С учетом внецентренного нагружения увеличиваем размеры подошвы фундамента на 20 % и получаем А2 = 2,2 м2. Берем среднее между значениями двух приближений. Принимаем размеры подошвы:

b2 = 2,4 м l2 = 1,0 м, А2 = 2,4 м2

6. Проверяем выполнение следующих условий: а) среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания, т.е. ; б) при действии момента давление под наиболее и наименее нагруженной гранью фундамента должно быть соответственно (Рисунок 4):

а)

гдеGф,II= 64,63 кН — расчетная нагрузка от веса фундамента (объем фундамента умножается на объемный вес фундамента γбет=25 кН/м3)

Эксперт

Анна

Всего несколько лет назад онлайн-курсы были почти полностью связаны с бизнес-сферой. Теперь дистанционный формат обучения – наша повседневность. Помогу разобраться с курсами, заданиями, итоговыми работами дистанционно!

Задать вопрос

Эксперт

Елена

Исследования ученых о взаимосвязи ума и красоты говорят о том, что умные люди – красивые!

Задать вопрос

Эксперт

Владимир

Секреты успешного обучения? Какие они? Точно не Chat GPT! Главное - это вера в себя и наличие ответственного помощника.

Задать вопрос

Эксперт

Алексей

У онлайн-обучения много плюсов. Но есть и минусы. Один из них – откладывание на потом. Если у Вас накопилось много задолженностей, обратитесь за помощью к нашим консультантам. Вместе составим график, шаг за шагом придем к нужному результату.

Задать вопрос

Представленная информация была полезной?

ДА

84.18%

НЕТ

15.82%

Проголосовало: 373

или напишите нам прямо сейчас:

⚠️ Пожалуйста, пишите в MAX или заполните форму выше.

В России Telegram и WhatsApp блокируют - сообщения могут не дойти.

Написать в MAX

Написать в Telegram

Написать в WhatsApp