Расчет и проектирование варианта фундамента на искусственном Основании, в виде песчаной распределительной подушки

Глубина заложения фундамента.

Аналогично фундаменту на естественном основании назначаем глубину заложения фундамента d = 2,05 м. Принимаем для устройства подушки песок среднезернистый, плотный, имеющий проектные характеристики: E = 45 МПа; е = 0,50; n II = 20,2 кН / м3; n, sb = 10,7 кН/м3.

Определение требуемой площади подошвы фундамента.

Для определения площади, А тр подошвы фундамента принимаем расчетное сопротивление R0 = 500 кПа (табл. В2 СП 22.13 330.2011), материала песчаной подушки, среднезернистого песка.

Атр = NcolII / (Rусл — mtd) = 1463,7/ (500- 202.05) = 3.2м2,.

где mt = 20 кН / м3 — средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах.

Принимаем фундамент марки ФВ 10−1: l = 2,7 м, b=2,1 м, тогда: А = lb = 5,67 м²,.

Нф = 1,5 м.

MtotII = 683.9+ 133.21,5 =883.7 кН м;

NtotII = NII+ гmtdlb= 1463.7+20*1,5*2,7*2,1=1633,8 кН.

QtotII =QII =133.2кН Фундамент внецентренно нагруженный. Найдем эксцентриситет нагрузки по подошве фундамента:

е=M/(N+гmtdlb)=883.7/(1463,7+20*2,05*2,7*2,1)= 0,52.

Определяем максимальное, минимальное и среднее краевое давление на грунт под подошвой при относительном эксцентриситете по формуле:

где С0 — расстояние от точки приложения равнодействующей до края фундамента по его оси, м, которое определяется по формуле.

где, N_IIсумма вертикальных нагрузок, действующих на основание, кроме веса фундамента и грунта на его обрезах, и определяемых для случая расчета основания по деформациям, кН;

Аплощадь подошвы фундамента, м²;

г_mtсредний объемный вес материала фундамента и грунта, расположенного над уступами фундамента, кН? м³ ;

dглубина заложения фундамента, считая от планировочной отметки земли около фундамента, м;

M_(tot, II) — момент от равнодействующей всех нагрузок, действующих на подошве фундамента, найденных с учетом заглубления фундамента в грунте и перераспределяющего влияние подошвы фундамента, м³;

Уточняем расчетное сопротивление R, кПа, для песчаной подушки по формуле (В.1 из приложения В, СП 22.13 330.2011):

= (0,85*18,84+1,2*9,42) /2,05=13,33кН/м3.

где, R0- расчетное сопротивление песчаной подушки, кПа (таб. В.2 СП 22.13 330.2011).

k1- коэффициент, принимаемый для оснований;(прилож. В СП 22.13 330.2011).

k2-коэффициент, принимаемый для оснований;

b и dширина и глубина заложения фундамента, м;

b0 и d0- ширина и глубина заложения фундамента принимаемые при расчете R0, м;

гII'- расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3;

Проверяем условия для принятых размеров фундамента:

Так как проектируемое здание оборудовано подвесным краном, допускается треугольная эпюра напряжений с отрывом подошвы от грунта на участке шириной не более 0.25 от l (эпюра напряжений распределена на участке фундамента длиной 3С0):

l-3C0=2,7−3•0,819=0,243 м<0.25l=0.675 м Условие проверки выполняется.

Назначаем в первом приближении толщину песчаной подушки hп = 0.9 м. Проверяем выполнение условия уz = (уzp? уzг) + уzg.

о = 2z/b = 2 · 0.9/2.1=0,857.

з = l/b = 2,7/2,1 = 1.286.

Площадь условного фундамента на глубине z:

Az= уzp= (1463,7+20*2,05*2,1*2,7)/247,397=6,856 м².

Размеры условного фундамента согласно п. 5.6.25 СП 22.13 330.2011.

a = (l? b)/2 = (2,7? 2.1)/2 = 0.3 м;

bz = - = 2,34 м.

Расчетное сопротивление грунта под подошвой условного фундамента (по низу песчаной подушки).

Rz =(с1с2)/ k (Мгkzb (1)IIsb+Мq (dwII+(d-dw)(1)IIsb+hп*n, sb) +МccII).

Rz=(1,1*1)/1*(0,56*1*2,1*9,42+3,24*(0,9*18,84+(2,05−0,9)*9,42+0,9*10,7)+5,84*23)=293,3 кПа Проверяем условие уz= (уzp? уzг) + уzg.

(247,397−22,982)+37,419=261,834<293,3 кПа, условие выполняется.

Расчет осадки методом послойного суммирования.

Для расчета осадки фундамента методом послойного суммирования составляем расчетную схему, совмещенную с геологической колонкой по оси фундамента А-5. Песчаная подушка толщиной 0.9 м учитывается при расчете осадки в виде слоя песчаного грунта с модулем деформации.

E = 45 000 кПа, гIIsb = 10.7 кН/м3.

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента при планировке срезкой в соответствии с п. 5.6.33 СП 22.13 330.2011:

zg, 0 = IIdw + sb II (d-dw) = 18,840,9 + 9,42 (2.05−0.9) = 27,789кПа Дополнительное вертикальное давление на основание от внешней нагрузки на уровне подошвы фундамента.

zp 0 = PII mt= 299,15 кПа.

Определяем составляющие формулы для определения осадки основания фундамента на глубине zi от уровня подошвы фундамента:

zi=0,2b=0,2•2,1=0,42 м.

где, б — коэффициент, принимаемы по таб. 5.8 СП 22.13 330.2011 в зависимости от относительной глубины о=(2h1)?b=(2?0,42)?2,1=0,4 и соотношению сторон подошвы фундамента з=l?b=2,7?2,1=1,3.

где, ziтолщина i-го слоя грунта, м;

bширина подошвы фундамента, м;

lдлина фундамента, м.

где, n, sb удельный вес песка среднезернистого, плотного, расположенного ниже уровня подземных вод, с учетом взвешивающего действия воды для расчета по II группе предельных состояний, кН? м³ ;

z_iтолщина i-го слоя грунта, залегающего выше границы слоя на глубине z от подошвы фундамента, м;

б — коэффициент, принимаемы по таб. 5.8 СП 22.13 330.2011 в зависимости от относительной глубины о.

zi, м.	zp = Pmt,. кПа.	zg = zg, 0 +. + sb, iziт, кПа.	z = zg, 0,. кПа.	0,5zg,. кПа.	Е, кПа.
			299.15.	27.79.	27.79.	13.895.
0,42.	0,4.	0.969.	289.88.	32.28.	26.93.	16.14.
0,84.	0,8.	0.836.	250.09.	36.77.	23.23.	18.385.
1,26.	1,2.	0.657.	196.54.	40.73.	18.26.	20.365.
1,68.	1,6.	0.511.	152.87.	44.69.	14.2.	22.345.
2,1.		0.395.	118.16.	48.65.	10.98.	24.325.
2,52.	2,4.	0,308.	92.14.	52.26.	8.56.	26.13.
2,94.	2,8.	0,245.	73.29.	55.87.	6.81.	27.935.
3,36.	3,2.	0,198.	59.23.	59.48.	5.5.	29.74.
3,78.	3,6.	0,163.	48.76.	63.09.	4.53.	31.545.
4,2.	4,0.	0,136.	40.68.	65.15.	3.78.	32.575.
4,62.	4,4.	0,107.	32.01.	67.21.	2.97.	33.605.

Дальнейшие вычисления сводим в таблицу.

На глубине Hc=4,62 м от подошвы фундамента выполняется условие СП 22.13 330.2011 п. 5.6.41 ограничения глубины сжимаемой толщи основания (ГСТ):

zp= 32,01кПа? 0,5zg=33,6кПа,.

Поэтому послойное суммирование деформаций основания производим в пределах от подошвы фундамента до ГСТ.

Условие S = 3,21.

см.