2020-01-15
213
Определяем основные размеры и рассчитываем конструкцию фундамента сборного ленточного фундамента под внутреннюю стену. Глубину заложения подошвы принимаем аналогично глубине заложения стены в сечении 1-1(см. раздел 5.1).
Определим ориентировочные размеры фундамента в плане по формуле (5.15)
По табл. 6.5 и 6.6 [8] подбираем плиту марки ФЛ 12.12,имеющую размеры L = 1,18 м, b =1,2 м, h=0,3 м и стеновые блоки ФБС 12.4.6 и ФБС 12.4.3.
По табл. 2 прил.2 для песка пылеватого средней пластичности с коэффициентом пористости е=0,67 находим φн=29,20 и Сн=3,6 кПа.
По табл. 5.4, интерполируя по φII,находим значения коэффициентов:
= 1,08; Мg = 5,33; Мс = 7,73.
Глубину до пола подвала определяют по формуле (5.18):
db=1,32-0,47=0,85м
По формуле (5.16) определяем расчетное значение сопротивления
Проверяем значение среднего давления под подошвой фундамента:
кН
Р = 154,3 кПа < R = 161,1 кПа приблизительно на 4,3 %, значит фундамент запроектирован верно.
Рисунок 6.1 – Расчетная схема фундаментов мелкого заложения в сечении 3-3
7 Расчет оснований по предельным состояниям
Расчет ведётся по второй группе предельных состояний. Целью расчета является ограничение перемещения абсолютных или относительных перемещений фундаментов и надфундаментных конструкций. Расчет по второму предельному состоянию заключается в определении осадок и сопоставления их с предельными значениями, установленными в зависимости от типа сооружения по приложению 4.
(7.1)
где S и 
- расчётные значения абсолютных и средних осадок;
Su и 
- предельные значения абсолютных и средних осадок;
Расчетные значения осадок определяют методом послойного суммирования в соответствии с требованиями приложения 2.
Расчет для линейно деформируемого слоя производят в следующем порядке:
1) Строят схему распределения вертикальных напряжений в основании. Слева от оси, проходящей через середину подошвы фундамента, строят эпюру напряжений szq от собственного веса грунта определяемые по формуле
, (7.2)
где gi – удельный вес грунта i-го слоя, кН/м3;
hi – мощность i-го слоя грунта, м;
n – число слоев грунта;
При наличии основании ниже УПВ водоупора на кровле его в эпюре 
отмечается скачок.
Эпюру дополнительных вертикальных напряжений строят справа от оси действия нагрузок. Значение дополнительных напряжений на уровне подошвы фундамента определяется по формуле
Po = P - szq,o, (7.3)
где Р – среднее давление под подошвой фундамента, определяемое по формуле (5.7.), кПа;
szq,о – вертикальное напряжение от собственного веса грунта в уровне подошвы фундамента, кПа.
Расчет осадки производится от нагрузки R0, так как за время существования грунта осадки под действием собственного веса уже произошли и новую деформацию основания будет вызывать нагрузка, превосходящая значение 
.
Распределение дополнительных напряжений szq по глубине устанавливают по формуле
szр = aРо, (7.4)
где a - коэффициент, определяемый по табл. 1 приложения 2, в зависимости от вида фундамента в плане и относительной глубины x = 2z / b.
Для сокращения количества операций расчет szр сводим в таблицу.
Нижняя граница сжимаемой толщи (НГСТ) отвечает условию
szр = 0,2szq. (7.5)
НГСТ определяют графическим методом: справа, от оси проходящей через центр подошвы фундамента, строится эпюра szq, ординаты которой уменьшают в 4 раза. Точка пересечения образующих этой эпюры и эпюры szq НГСТ. Мощность сжимаемой толщи На исчисляется от подошвы фундамента до НГСТ.
2) Для каждого слоя грунта в пределах глубины сжимаемой толщи по данным испытания определяют модуль деформации по формуле
, (7.6)
где b - поправочный коэффициент, принимаемый для суглинков- 0,5, для глины - 0,4; супесей – 0,7; пылеватых и мелких песков – 0,8.
mv – коэффициент относительной сжимаемости, кПа-1;
(7.7)
3) Величину осадки определяют по формуле
, (7.8)
где b - корректирующий коэффициент;
szрi – среднее значение дополнительного напряжения в i-ом слое грунта, кПа;
hi – толщина i-го слоя грунта, м;
n – число слоев, на которые разбита сжимающая толща.
4) Производится сравнение величин расчетных осадок с предельными. Если условие 7.1. не соблюдается, изменяем глубину заложения или параметры фундамента (геометрические
7.1 Расчет осадки в сечении 1-1
1) Строим эпюру szq от собственного веса грунта по формуле (7.2.).
Начальная точка будет находиться в месте пересечения оси фундамента с землёй.
Вертикальные напряжения от собственного веса грунта szq, на границах слоёв находим по формуле
szq = 
, (7.9)
где: 
, hi – соответственно удельный вес и толщина i-того слоя грунта.
На поверхности земли: szq0 =0;
Под фундаментом: szq1 = 1,52×17,93 = 27,25 кПа; 0,2s1zq=5,45кПа.
На контакте 1 и 2 слоёв: szq2 = 0,78×17,93+27,25 =41,24 кПа; 0,2s2zq=8,25кПа.
На контакте 2 и 3 слоёв: szq3 = 2,6×18,62+41,24 = 89,64 кПа; 0,2s3zq=17,93кПа.
Па контакте 3 и УГВ: szq4 = 0,2×19,6+89,64 = 93,56 кПа; 0,2s4zq=18,71кПа.
На контакте 3 и 4 слоёв: szq5 = 2×9,8+93,56 = 113,16 кПа; 0,2s5zq=22,63кПа.
На контакте 4 и 5 слоёв: szq6 = 4×9,8+113,16 = 152,36 кПа; 0,2s6zq=30,47кПа.
На последнем слое: szq7 = 3,5×11,4+152,36 = 192,26 кПа; 0,2s7zq=38,45кПа.
2) Строится эпюра дополнительных напряжений szр.
Расчет эпюры дополнительных напряжений сводим в таблицу 7.1.
где Рср – среднее давление под подошвой фундамента, кПа;
σzg,0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта в уровне подошвы фундамента, кПа;
Po = 105,5-27,25 = 78,2 кПа.
Найдем коэффициенты относительной сжимаемости и модули деформации по формулам (7.6) и (7.7)
; 
;
; 
;
; 
;
; 
;
; 
;
Расчет эпюры дополнительных напряжений сводим в таблицу 7.1.
Таблица 7.1- Распределение напряжений по оси фундамента
| Наименование грунта | h=xb/2,м | x=2h/b | a | szр | 0,2 szq,кПа | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
| Песок пылеватый | 0 0,4 | 0 0,4 | 1 0,977 | 78,2 76,4 | 8,25 | ||
| Супесь тугопластич. | 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4 2,8 3,2 | 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4 2,8 3,2 | 0,881 0,755 0,642 0,550 0,477 0,420 0,374 | 68,9 59,0 50,2 43,0 37,3 32,8 29,2 | 17,93 | ||
| Песок мелкий | 3,6 4,0 4,4 | 3,6 4,0 4,4 | 0,337 0,306 0,280 | 26,4 23,9 21,9 | 22,63 | ||
3) Окончательно величина осадки рассчитывается по формуле (7.8):
4) Сравниваем значение величины осадки с предельным. По приложению 4 [3] предельное значение осадки равно 8 см, что больше полученного значения 1,61 см, следовательно площадь фундамента и глубина заложения подобраны верно.
Рисунок 7.1 – Осадка в сечении 1-1
7.2 Расчет осадки в сечении 2-2
Расчет для линейно деформируемого слоя производят в следующем порядке:
1) Слева от оси, проходящей через середину подошвы фундамента, строим эпюру напряжений szq от собственного веса грунта. Эпюру дополнительных вертикальных напряжений строят справа от оси действия нагрузок.
Эпюра природных напряжений аналогична сечению I – I.
Напряжения от собственного веса грунта такие же как и в сечении I – I.
Значение дополнительных напряжений на уровне подошвы фундамента будут равны:
,
Р0 = 139,7-27,25 = 112,45 кПа
2) Находим дополнительные напряжения σzp и запишем в таблицу 7.2.
Таблица 7.2- Расчет эпюры дополнительных напряжений szр
| Наименование грунта | h=xb/2,м | x=2h/b | a | szр | 0,2 szq,кПа |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Песок пылеватый | 0 0,4 0,8 | 0 0,4 0,8 | 1 0,977 0,881 | 112,4 109,8 99,0 | 8,25 |
| Супесь тугопластич. | 1,2 1,6 2,0 2,4 2,8 3,2 | 1,2 1,6 2,0 2,4 2,8 3,2 | 0,755 0,642 0,550 0,477 0,420 0,374 | 84,9 72,2 61,8 53,6 47,2 42,0 | 17,93 |
| Песок мелкий | 3,6 4,0 4,4 4,8 5,2 5,6 | 3,6 4,0 4,4 4,8 5,2 5,6 | 0,337 0,306 0,280 0,258 0,239 0,223 | 37,9 34,4 31,5 28,9 26,9 25,1 | 22,63 |
| Глина полутвердая | 6,0 | 6,0 | 0,208 | 23,4 | 30,47 |
3).Окончательная величина осадки рассчитывается по формуле (7.8)
4) Сравниваем значение величины осадки с предельным. По приложению 4 [3] предельное значение осадки равно 8 см, что больше полученного значения 2,61см, следовательно площадь фундамента и глубина заложения подобраны верно.
Рисунок 7.2 – Осадка в сечении 2-2
