Проектирование основания и фундамента 7 этажного жилого дома в городе Минск

Глава IV

Определение размеров фундамента мелкого заложения  на естественном основании  для жилого здания с подвалом

1. Определение ширины ленточного сборного фундамента под наружную стену 7 этажного здания.

Определяем  ориентировочную  ширину ленточного фундамента.

Основные  характеристики песчаной подушки, которая  является рабочим  слоем.

ρ=2.65 г/см² ρ_d=1.65 г/см² e=0.65  E₀=30000 кПа

толщина песчаной подушки z=1.5 м

  Удельный вес грунта 

Для песчаной подушки  примем крупный песок средней плотности (СНиП 2.01-83)

Угол  внутреннего трения

 
 

Где b-  ширина фундаментной плиты (м)

N_a^II    - расчетная нагрузка от массы сооружения на 1 пог. м. (кН)

R_o – табличное значение расчетного сопротивления грунта основания под подошвой фундамента, (кПа) 

- усредненный удельный вес  стеновых блоков, фундамента и грунта

d-  глубина заложения фундамента, м

Полученная ширина подошвы ленточного  фундамента b=1.24м. является  предварительной. Так как ширина определена, исходя из табличного значения  расчетного сопротивления  основания. По этому размеру принимаем типовую фундаментную подушку  ФЛ 14.24. с h_s=0,3 м, b=1400мм  (так как b=0,8-1,6)

 

L=2,4 м

 

Gф- собственный вес 1 м фундамента из подушек ФЛ 10.24- 3 стеновых блоков ФБС-6 и одного блока ФБС-3.

Gф=(1.4х0,3х1х24)+ (4х(0,6х0,6х1х22))+(0,6х0,3х1х22)+1х0.3х22=45.72 кН/м³

Gгр== а_кхhх1хγ_II =0.7х2.4х1х18=30.24кН/м^{3 -} вес грунта на обрезе фундамента с наружной стороны.

А=bх1=1.4х1=1 м² 

P=275.68 кПа≤ R=300 кПа

Определяем  разницу между  R и P.

% 

_{Вывод: Разница между  средним давлением, действующим по подошве  ленточного фундамента P, и расчетным сопротивлением  R составляет меньше 8.1% < 10%, ширина подошвы фундамента запроектирована достаточно экономично.} 
 
 

Определяем давление на подстилающий слой

Основные  характеристики песчаной подушки, которая  является рабочим  слоем.

ρ=2.65 г/см² ρ_d=1.65 г/см² e=0.65  E₀=30000 кПа

толщина песчаной подушки z=1.5 м 

σ_zg,I= γ₁·h_I = 1.65·1,3·9.8 = 11.319 кПа.

 на отметке  подошвы фундамента равен отметке

 на границе  II и III слоев σ_zg,0 = σ_{zg, II} =11.319+1.88·9.8·2 = 48.167 кПа.

Найдем степень  водонасыщения суглинка

S_r=ρ_s∙w/e∙ρ_w=2.74∙0.291/0.81∙1=0.98

Влажность песка

W_sat= e∙ρ_w/ ρ_s=0.65∙1/2.65=0.245

ρ_d=ρ_d(1+w)=1.65(1+0.245)=1.992 г/см² 

σ_zg,z=48,167+ 1.5∙1.992∙9.8=77.45 кПа

σ_zp,0=275.68- 48.167=227.51 кПа 
 
 

Определяем расчетное  сопротивление грунта основания  по формуле СНиПа

M_gM_qMc-f( ) 

Коэффициент , так как рабочий слой песок крупный средней плотности насыщенный водой.

Коэффициент - зависит как от вида грунтов, залегающих непосредственно под подошвой фундамента, так и от отношения длины здания к его высоте. 

Так как l/h= 47600/23200=2.05 
 
 

1. - угол внутреннего трения

-   коэффициенты, принимаемые  по табл.4 СНиПа, в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта, находящегося непосредственно под подошвой фундамента

b_z=b+2∙1.5∙tgβ=1.4+2∙1.5∙0.7=3.5 м

5. Kz=1 - коэффициент надежности (так как ширина ленточного фундамента b≤10м)
6. - удельный вес обратной засыпки

С_п=14

7. d₁=h_s+h_sfx(γ_cf/γ_II’)= (0,9+1.5)+0,2х(22/18.42)=2.62 м- приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала.

 

8. d_B=2,1-0,6=1,5 м - глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала.
9. осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше отметки заложения подошвы фундамента

 

σ_zg,z+ σ_zp,0=77.45+227.51=304.98≤323.85

разница 5.6%

 

оставляем принятую высоту песчаной  подушки z=1.5 м  
 
 
 

2. Определение ширины столбчатого  фундамента под колонну  7 этажного здания.

Определяем  ориентировочную  ширину столбчатого фундамента.

Основные  характеристики песчаной подушки, которая  является рабочим  слоем. Удельный вес грунта

Для песчаной подушки  примем песок средней  крупности средней  плотности (СНиП 2.01-83)

Угол  внутреннего трения  

Где b-  ширина фундаментной плиты (м)

N_a^II    - расчетная нагрузка от массы сооружения на 1 пог. м. (кН)

R_o – табличное значение расчетного сопротивления грунта основания под подошвой фундамента, (кПа)

- усредненный удельный вес  стеновых блоков , фундамента и грунта

d-  глубина заложения фундамента, м 

Используя исходные данные примера вычисляем глубину заложения

d=2.2+0,2+0.9-0.6=2.7м.

По каталогу [17], табл. 2.1 принимаем отдельный  фундамент 2Ф21.9-3 с

площадью А =2.1×2.1=3.4.41 м² 
 
 
 
 
 
 

Проверяем фактическое среднее  давление P, действующее под подошвой фундамента при принятом размере и заданных нагрузках: 
 
 
 

В соответствии с рис. 6.2 общий объем фундамента и грунта на его обрезах

V_o = 2.1 × 2.1 × 0.9 = 3.96 м³; 

V_ф = 1.6м³;

объем грунта на опорной плите вокруг подколонника

V_гр = V_o - V_ф = 2.916 – 2.1= 0.816 м³.

Удельный вес  конструктивных элементов фундамента принимаем равным

24 кН/м3.

Таким образом, вес самого фундамента

Q_ф = 53 кН.

Собственный вес  колонны размером 0,4×0,4 м

Q_k = 0,4 × 0,4 × 3 × 24 = 11,52 кН.

Собственный вес  ригеля размером 0,4×0,4 м длинной 6 м

Q_p = 0,4 × 0,4 × 6 × 24 = 23,04 кН.

Удельный вес  грунта обратной засыпки принимаем  равным 18 кН/м3.

Тогда вес грунта на обрезах фундамента

G_гр = 0.816 × 20 = 16.32кН.

Вес пригрузки от бетонного пола подвала в пределах плана фундамента

G_п=(1.8²-0,4²) ×0,2×22=13.56 кН.

Q_II= Q_ф+Q_k+ Q_p = 58+11,52+23,04=92.56 кН.

G_II= G_гр+ G_п = 16.32+13,56=29.88 кН

Определяем расчетное  сопротивление грунта основания  по формуле СНиПа

M_gM_qMc-f( ) 

Коэффициент , так как рабочий слой песок крупный средней плотности насыщенный водой.

Коэффициент - зависит как от вида грунтов, залегающих непосредственно под подошвой фундамента, так и от отношения длины здания к его высоте. 

Так как l/h= 47600/23200=2.05

10. - угол внутреннего трения

-   коэффициенты, принимаемые  по табл.4 СНиПа, в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта, находящегося непосредственно под подошвой фундамента

b_z=b+2∙1.5∙tgβ=2.1+2∙1.5∙0.7=4.2 м

14. Kz=1 - коэффициент надежности (так как ширина ленточного фундамента b≤10м)
15. - удельный вес обратной засыпки

С_п=14

16. d₁=h_s+h_sfx(γ_cf/γ_II’)= (0,9+1.5)+0,2х(22/18.42)=2.62 м- приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала.

 

17. d_B=2,1-0,6=1,5 м - глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала.
18. осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше отметки заложения подошвы фундамента