Основания и фундаменты

1.2 Краткая характеристика проектируемого здания

Здание промышленное с размерами в плане 36 * 72 м. Высота до низа стропильной конструкции 12 м. Производственный корпус с мостовыми кранами грузоподъемностью 120 тон. Сетка колон 6 * 18 м. Выбираем два расчетных фундамента по осям «А» и «В» ( крайний и средний ряд ).

2 Сбор нагрузок на фундаменты.

2.1 Фундамент крайнего ряда.

Горизонтальная нагрузка от крана 0,005 1440 =72 кН

Момент на фундаменте М= 10 1440 = 0,72 МНм

2.2 Фундамент среднего ряда

Горизонтальная нагрузка от крана 0,05 2880 = 144 кН

Момент на фундаменте М= 10 1,44 = 1,44 Мпа

3 Инженерно-геологические условия площадки строительства.

3.1 Определение физико-механических характеристик грунтов площадки строительства.

1 СЛОЙ - Песок крупнозернистый

а) Коэффициент пористости

е = (z_s - z_d ) / z_d = (2660 - 1606 ) / 1606 = 0.66

z_d = z / ( 1 + w ) = 1950 / ( 1 + 0.214 ) = 1606

Песок крупнозернистый средней плотности

б) Степень влажности

S_r = w z_s / ( e z_w ) = 0.214 2660 / ( 0.66 1000 ) = 0.86

в) Удельный вес с учетом взвешивающего действия воды

g_sw = ( g_s - g_w ) / (1 + e ) = (2660 - 1000 ) / ( 1 + 0.66 ) =1000

Песок крупнозернистый средней плотности,влажный j = 38 С - нет E₀ = 30

2 СЛОЙ - Песок крупнозернистый

а) Коэффициент пористости

е = (z_s - z_d ) / z_d = (2680 - 1522 ) / 1522 = 0.76

z_d = z / ( 1 + w ) = 1800 / ( 1 + 0.183 ) = 1522

Песок крупнозернистый в рыхлом состоянии

б) Степень влажности

S_r = w z_s / ( e z_w ) = 0.183 2680 / ( 0.76 1000 ) = 0.65

в) Удельный вес с учетом взвешивающего действия воды

g_sw = ( g_s - g_w ) / (1 + e ) = (2680 - 1000 ) / ( 1 + 0.76 ) = 954,5

Песок крупнозернистый в рыхлом состоянии,влажный j - нет С - нет E₀ - нет

3 СЛОЙ - Песок среднезернистый

а) Коэффициент пористости

е = (z_s - z_d ) / z_d = (2670 - 1590 ) / 1590 = 0.68

z_d = z / ( 1 + w ) = 1860 / ( 1 + 0.17 ) = 1590

Песок среднезернистый средней плотности

б) Степень влажности

S_r = w z_s / ( e z_w ) = 0.17 2670 / ( 0.68 1000 ) = 0.67

в) Удельный вес с учетом взвешивающего действия воды

g_sw = ( g_s - g_w ) / (1 + e ) = (2670 - 1000 ) / ( 1 + 0.68 ) = 994

Песок среднезернистый средней плотности ,влажный j = 38 С - нет E₀ = 25

4 СЛОЙ - Суглинок

а) Число пластичности

J_p = W_l - W_p = 0.219 - 0.100 = 0.119

б) Показатель консистенции

J_l = ( W - W_p ) / ( W_l - W_p ) = ( 0.193 -0.100 ) / ( 0.219 - 0.100 ) = 0.78

Суглинок текуче-пластичный

в) Коэффициент пористости

е = (z_s - z_d ) / z_d = (2700 - 1685 ) / 1685 = 0.6

z_d = z / ( 1 + w ) = 2010 / ( 1 + 0.193 ) = 1685

Суглинок текуче-пластичный

j = 19 С = 25 E₀ = 17

5 СЛОЙ - Суглинок

а) Число пластичности

J_p = W_l - W_p = 0.299 - 0.172 = 0.127

б) Показатель консистенции

J_l = ( W - W_p ) / ( W_l - W_p ) = ( 0.15593 -0.172 ) / ( 0.299 - 0.172 ) = - 0,13

Суглинок твердый

в) Коэффициент пористости

е = (z_s - z_d ) / z_d = (2730 - 1610 ) / 1610 = 0.7

z_d = z / ( 1 + w ) = 1860 / ( 1 + 0.155 ) = 1610

Суглинок твердый

j = 23 С = 25 E₀ = 14

Сводная таблица физико-механических свойств грунта

3.2 Определение отметки планировки земли

Данные о напластовании грунтов по осям «А» и «Б»

Отметку планировки земли DL назначаем исходя из минимума земляных работ на площадке.

DL = ( H_{скв 1} + Н_{скв 2} ) / 2 = ( 134,2 + 134,6 ) / 2 = 134,4 м.

Относительно уровня чистого пола DL = -0,1 м., тогда абсолютная отметка пола составит 134,5 м.

По данным наплоставания грунтов строим инженерно-геологический разрез по оси скважин 1 и 2.

3.3 Выводы

В целом площадка пригодна для возведения здания . Рельеф площадки ровный с небольшим уклоном в сторону скважины 1. Грунты имеют слоистое напластование с выдержанным залеганием пластов ( уклон кровли грунта не превышает 2 % ). Подземные воды расположены на достаточной глубине.

В качестве несущего слоя для фундамента на естественном основании может быть принят 1 слой - песок крупнозернистый. 2 слой песка по своему состоянию ( е = 0,76 ) песок рыхлый ( е > 0,7 ). Нормы проектирования не допускают использования в качестве естественного основания песчанных грунтов в рыхлом состоянии без их предварительного уплотнения.

В качестве альтернативного варианта может быть рассмотрен свайный фундамент с заглублением свай в 5 слой - суглинок твердый. 2 слой - не может быть использован, потому что песок находится в рыхлом состоянии. 3 слой - не рационально использовать, так как он рыхлее 1 слоя. 4 слой - Суглинок - находится в текуче-пластичном состоянии ( 0.75 < J_l =0.78 < 1 ). 5 слой -Суглинок ( J_l < 0 ) находится в твердом состоянии и может выступать в качестве несущего слоя.

4 Проектирование фундамента на естественном основании

4.1 Определение глубины заложения подошвы фундамента.

Согласно СНиП 2.02.01-83 (п.2.29а) глубина заложения фундамента на крупных песках не зависит от глубины промерзания. Глубину заложения фундамента принимаем из конструктивных соображений.

4.2 Определение размеров подошвы фундамента.

Расчетное сопротивление грунта в основании

R = (g_c1 g_c2 / k) ( M_g K_z b g₁₁ + M_g d₁ g₁₁ ^{`</sup> + ( M<sub>g</sub> - 1 ) d<sub>b</sub> g<sub>11</sub> <sup>`} + M_c c₁₁ )

g_c1 = 1.4 g_c2 = 1 К = 1,1

при j = 38 М_g = 2,11 М_g = 9.44 M_c = 10.8

K_z = 1 b = 2.5

g₁₁ = 1000 g₁₁ ^` = 1000 c₁₁ = 0

d₁ = 2 м d_b = 0

R = ( 1.4 1 / 1.1 ) ( 2.11 1 2.5 1000 + 9.44 2 1000 + 0 + 0 ) = 1.27 ( 5275 + 18880 ) = 307 кПа

задаемся L/b = 1.5

а) Крайний ряд

A_ф = N / ( R - g d ) = 2.34 / ( 0.307 - 0.02 2 ) = 8.76 м²

Увеличиваем на 20 % получаем А_ф = 10,5 м²

Принимаем размеры фундамента 2,5 на 4,0 м (А_ф = 10 м² )

Конструирование фундамента

при R^бетона = 0,19 Мпа

и при марке М 100

a = 31 tg a = 0.61

h = ( b - b₀ ) / 2 tg a =

= (4.0 - 1.2 ) / 2 0.61 = 2.4 м

Необходимо принять в качестве несущего слоя 2 слой - песок крупнозернистый, но так как он находится в рыхлом состоянии ( е = 0,76 ) необходимо выполнить мероприятия по его уплотнению.

( е^max = 0.65 ) j = 38 E = 30 C - нет

пересчитываем расчетное сопротивление

R = ( 1.4 1 / 1.1 ) ( 2.11 1 2.5 1000 + 9.44 2,4 1000 + 0 + 0 ) = 1.27 ( 5275 + 22656) = 354,72 кПа

A_ф = N / ( R - g d ) = 2.34 / ( 0.354 - 0.02 2 ) = 7,5 м²

Увеличиваем на 20 % получаем А_ф = 9 м²

Оставляем размеры фундамента 2,5 на 4,0 м (А_ф = 10 м² )

V_ф = 0,7 1,2 0,4


29-04-2015, 04:07