ТехЛиб СПБ УВТ

 

Данные инженерно–геологических изысканий

Физические свойства грунтов строительной площадки

№№ п/п	Наименование грунта	Плотность, т/м3		Влажность, отн.ед.
		природная	тв. частиц	W0	WP	WL
1	Песок мелкий	1,721	2,519	0,223	—	—
2	Суглинок твердый	1,941	2,511	0,314	0,265	0,579
3	Глина полутвердая	2,013	2,737	0,250	0,230	0,480
4	Глина твердая	2,000	2,671	0,311	0,227	0,538

Средняя температура наружного воздуха по месяцам

Характеристика здания

Здание – пожарное депо, размеры в осях – 36х24 м.

Конструктивная схема — здание с металлическим каркасом.

Стены наружные – сэндвич панели толщиной 120 мм.

Перегородки – кирпичные из кирпича глиняного обыкновенного толщиной 120 мм.

Перекрытия – монолитные железобетонные толщиной 100 мм.

Пол первого этажа выполнен по грунту.

Покрытие – кровельные монопанели толщиной 210 мм.

Здание располагается в V снеговом районе.

Определение физико-механических характеристик грунтов площадки строительства

Плотность скеле/spanта грунта:

Коэффициент пористости:

Степень влажности грунта:    

Число пластичности:

Показатель текучести:

Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды: ;

Удельный вес грунта:

Плотность воды:

Для каждого слоя грунта определяем удельное сцепление – С, угол внутреннего трения — j и модуль общей линейной деформируемости грунта – Е₀ по приложению 1 СНиП 2.02.01 — 83* в зависимости от коэффициента пористости – е и показателя текучести – I_L.

Физико-механические свойства грунта

Строительная площадка, в целом, пригодна для возведения здания. Рельеф площадки ровный с уклоном в сторону скважин 1 и 2. Данные грунты имеют послойный способ пластования. Граница подземных вод проходит на расстоянии в среднем на 4,5 м от поверхности земли. Водоносным является второй слой – суглинок твердый, уровень грунтовых вод проходит по его кровле.

Сбор нагрузок на фундамент

Сбор нагрузок осуществляется на наиболее нагруженный фундамент.

Сбор нагрузок на фундамент

№ п/п	Нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
1	Нагрузка от покрытия
	1. Профилированный настил   =1мм	0,130	1,05	0,137
	1.       Утеплитель «Пенорезол» =0,85кН/м3; =150мм	0,128	1,2	0,154
	2.       Гидроизоляция полимерное покрытие типа «ЭЛОН-Супер» =10кН/м3; =1,2мм	0,012	1,3	0,016
	Временная нагрузка
	1. Нагрузка от снега	2,24	1,4	3,2
	Итого по п.1:	2,510		3,507
2	Пол на отметке 0.000
	Нагрузка от пожарной машины	2	1,4	2,8
3	Перекрытие на отм. +9.000
	1.  Линолеум ПВХ =8кН/м3; =5мм	0,04	1,2	0,05
	2. Цементно-песчаная стяжка =15кН/м3; =95мм	1,43	1,3	1,86
	3. Монолитное ж/б перекрытие =25кН/м3; =100мм	2,50	1,1	2,75
	3.      Нагрузка от перегородок	0,5	1,3	0,65
	Временная нагрузка	3,00	1,4	4,20
	Итого по п.2:	7,47		9,51
4	Перекрытие на отм. +5.500
	1.       Линолеум ПВХ =8кН/м3; =5мм	0,04	1,2	0,05
	2. Цементно-песчаная стяжка =15кН/м3; =95мм	1,43	1,3	1,86
	3. Монолитное ж/б перекрытие =25кН/м3; =100мм	2,50	1,1	2,75
	4. Нагрузка от перегородок	0,5	1,3	0,65
	Временная нагрузка	4,00	1,4	5,60
	Итого по п.3:	8,47		10,91
	Итого:	20,450		26,727

 

Расчетная нагрузка на обрез фундамента:

, где

 м² – грузовая площадь;

– расчетный вес металлокаркаса, где:

— расчетный вес колонны;

— коэффициент надежности по нагрузке;

— линейная плотность профиля колонны – двутавра 40К2;

— высота колонны на три этажа здания;

— расчетный вес главной балки;

— коэффициент надежности по нагрузке;

— линейная плотность профиля главной балки – двутавра 40Ш2;

— длина главной балки;

— количество этажей;

— расчетный вес балок настила;

— линейная плотность профиля балок настила – швеллера 24У;

— длина балки настила;

— количество этажей;

м – шаг балок настила;

Следовательно, кН.

Тогда расчетная нагрузка на обрез фундамента:

кН.

Определение глубины заложения подошвы фундамента

Нормативная глубина промерзания:

где

— безразмерный коэффициент, равный сумме среднемесячных отрицательных температур за зимний период;

— параметр, зависящий от вида грунта, для мелких песков = 0,28 м.

Получаем =2,01 м.

Расчетная глубина промерзания:

где

k_h – коэффициент, учитывающий тепловое влияние здания, по таблице 2 СНиП 2.02.01 — 83* определяем k_h = 0,6;

Следовательно, d_f = 0,6*2,01=1,21 м.

d_w=4,5 м > 2 + d_f =2+1,21 = 3,21 м – условие выполняется.

В качестве несущего слоя принят слой песка мелкого. Глубина заложения фундамента принимается исходя из конструктивных требований и уровня поверхностных вод. Принимаем глубину заложения фундамента 2,65 м.

Определение размеров фундамента под наружную стену

В первом приближении определяем площадь подошвы фундамента по формуле:

где N_II= 968,94 кН — расчётная нагрузка на верхний обрез фундамента;

R₀=200 кПа — условное расчетное сопротивление первого слоя;

g — удельный вес материала фундамента. В практических расчетах принимают g=22 кН/м³.

d=2,65 м — глубина заложения фундамента.

Требуемая ширина фундамента должна быть не менее:

Исходя из конструктивных требований, принимаем размеры фундамента: 2,7х3,3 м.

Среднее давление под подошвой фундамента Р_ср не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, кПа, определяемого по формуле:

где g_с1=1,3 и g_с2=1,1 — #G0 коэффициенты условий работы;

k=1, — коэффициент, принимается из условия, что прочностные характеристики грунта определены по результатам испытаний;

M_g=1,06, M_q=5,25, M_c=7,67 — #G0коэффициенты, принимаемые по табл. 4;

k_z=1 — коэффициент, так как b<10м;

b=2,7 м — ширина подошвы фундамента;

g_II — осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды);

g‘_II = 8,49 кН/м³ — то же, залегающих выше подошвы;

c_II =1 кПа — расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

d₁ = 2,65 м — глубина заложения фундамента;

Среднее реактивное давление по подошве фундамента:

где G_гр — вес грунта на свесах фундаментной плиты;

G_ф — вес тела фундамента;

Основное условие выполняется.

Принимаем монолитный фундамент со следующими размерами:

первая ступень – 3,3х2,7х0,3 м;

вторая ступень – 2,7х2,1х0,3 м;

третья ступень – 1,8х1,5х0,3 м;

подколонник – 0,9х1,5х1,5 м.

Монолитный фундамент

Проверка по слабому подстилающему слою.

Условие прочности: где

— природное напряжение на уровне кровли слабого слоя.

— дополнительное напряжение в грунте от внешней нагрузки, где

Р₀ – напряжение на уровне подошвы фундамента,

a — коэффициент рассеивания напряжений (приложение 2 СНиП 2.02.01 — 83*),

Р₀ = где

природное напряжение на уровне подошвы фундамента,

Определяем прочность грунта на уровне кровли слабого слоя:

где

— коэффициенты условий работы, для суглинка

k = 1 – коэффициент надежности;

M_g = 0,84; M_q = 4,37; M_c = 6,90;

k_z = 1;

b_усл – ширина условного фундамента;

c_II =33,0 – удельное сцепление грунта, залегающего под подошвой фундамента;

Проверяем условие прочности:

Условие прочности выполняется.

Расчет осадки фундамента по методу послойного суммирования

Расчет производим для наиболее нагруженного фундамента.

Осадка определяется по следующей формуле:

где h_i — толщина i — го слоя;

Е_0i — модуль деформации i — го слоя.

Осадку определяем до тех пор, пока , т.е. напряжения от внешней нагрузки не должны превышать 20% напряжений от собственного веса грунта.

Среднее давление под подошвой фундамента:

Вертикальное напряжение от внешней нагрузки определяем по формуле:

где a — коэффициент, принимаемый по таблицам СНиП, и зависит от относительной глубины z.

Расчет осадки фундамента

Суммарная осадка:

,

где S_u — предельно допустимая осадка, определяется по приложению 4 СНиП 2.02.01- 83*.

Условие выполняется.

Распределение напряжений в пределах сжимаемой зоны