Середньої щільності, малого ступеню вологості.

6. Так як с і j є нормативними показниками, отже беремо їх за таблицею 1 додатку 1

ДБН В.2.1-10-2009 Основи і фундаменти споруд, враховуючи різновид піску (дрібного) та

його коефіцієнт пористості (е₃ =0.73). Кут внутрішнього тертя та питоме зчеплення

визначаємо за інтерполяцією:

а) величини j₂ при е₃ =0.71 для дрібного піску:

е=0.71

j, град 35

б) величини с₃ при е₃ =0.71

е=0,71

с, кПа 1

7. Модуль деформації Е для дрібного піску при е₃ =0.71 визначається як нормативна

величина:

е=0.71

Е, МПа 30

8. Розрахунковий опір дрібного піску малого ступеню вологості R₃ визначаємо за табл.

2 додатку 3 ДБН В.2.1-10-2009.

R_o3=300 кПа.

ІГЕ-4 – глинистий грунт, має властивості пластичності, зв’язності, повзучості,

набухання при зволоженні. Потужністю 15 м. Має такі

характеристики: ρ=1,8 г/см³, ρ_s=2.62г/см³ , W₄= 0.25, W_p4=0.12, W_l4=0.16.

1. Визначаємо назву глинистого грунту по величині числа пластичності І_р4:

І_P4 =W_L4-W_Р4 = 0.16-0.12=0.04 – супісок.

2. Стан глинистого грунту визначають за величиною показника текучості I_L4:

- супісок текучий

3. Щільність грунту в сухому стані – скелету грунту ρ_d4:

4. Питома вага грунту γ₄ :

5. Пористість грунту n₄:

6. Кофіцієнт пористості е₄:

7. Коефіцієнт водонасичення S_r4 :

де ρ_w –щільність води і дорівнює 1.0 т/м³

1. Нормативні показники міцності j і с визначаємо умовно (S_r4<0.8) з врахуванням

I_L4=.25 та е₄=0,82

а) величини j₄ при е₄ =0.82 для супісок:

е=0.82

j, град 18,9

б) величина с₄ при е₄ =0.82

е=0.82

с, кПа 9,6

9. Модуль деформації Е для супіску при е₃ =0.82 визначається як нормативна величина:

е=0.82

Е, МПа 9,2

2. Розрахунковий опір суглинку Ro3 визначаємо за табл. 3 додатку ДБН за тими ж

умовами.

При е=0.82 R`o4 =200кПа.

Зведена таблиця нормативних значень фізико-механічних показників грунтів будівельного майданчика.

№	Повне найменуван-ня грунту	Глибина залягання підошви,	Щільність грунту, т/м^3	Природня вологість, W	Питома вага грунту, кН/м^3	Пористість, n	коефіцієнт пористості, е	кофіцієнт водонасичення, Sr	Границя	Число пластичності, Ір	Показник текучості, ІL	Питоме зчеплення,с, кПа	Кут внутр. тертя, φ, град.	Модуль деформації, Е, МПа	Розрахунковий опір, Ro, кПа	Примітка
		природного, ρ	сухого, ρd	частинок, ρS	у виваженому стані, ρ^І	природна, γ	у виваженому стані, γ^І	текучості, WL	пластичності, Wp
1	Насипний грунт	0,8	1,67	-	-	-	-	16,38	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	Слабкий грунт
2	Супісок пластичний	4	1,67	1.39	2.64	-	0.2	16,39	-	0.47	0.899	0.587	0,21	0,14	0,07	0,86	9	18	7	234
3	Пісок дрібний, неоднорідний, середньої щільності, малого ступені водоноси-ченості, добре відсортований	10	1,7	1.54	2.63	-	0.1	16,39	-	0.42	0.71	0,36	-	-	-	-	1	35	30	300
4	Супісок текучий	15	1.8	1.44	2.62	-	0.25	17,66	-	0.45	0.82	0.8	0,16	0,12	0,04	3.35	9,6	18,9	9.2	200

 

 

Розрахункові показники для грунтів будівельного майданчика, для ІI-ого граничного стану:

1. питома вага g_І:

g_1І=16,38/1,05=15,6кН/м³ g_2І=16,39/1,05=15,6кН/м^{3 3} g_3І=16,68/1,05=15,88кН/м³ g_4І=17,66/1,05=16.81кН/м³

2. питоме зчеплення с_і.І :

с_2І=9/1,5=6кПа с_3.=1/1,5=0,67кПа с_4.І=9.6/1,5=6.4кПа

3. кут внутрішнього тертя j_і.І :

j_2І=18/1,1= 15,65 град. j_3І=35/1,1= 26,1 град j_4І=18,9/1,1= 16,5град

Отримані дані заносимо в таблицю:

Величини розрахункових показників окремих ІГЕ будівельного майданчика.

№ ІГЕ	Для ІІ граничного стану	Для І граничного стану
Питома вага, γІІ, кН/м^3	Питоме зчеплення, сІІ, кПа	Кут внутр. тертя, φІІ, град	Модуль деформації Е, МПа	Розрахун-ковий опір, R0, кПа	Питома вага, γІ, кн./м^3	Питоме зчеплення, сІ, кПа	Кут внутр. тертя, φІ, град
1	16,38	-	-	-	-	15,6	-	-
2	16,39	9	18	7	234	15,6	6	15,65
3	16,68	1	35	30	300	15,88	0,67	26,1
4	17,66	9,6	18,9	9,2	200	16.81	6,4	16,5

• - для грунтів у виваженому стані.

Висновки по грунтовим умовам будівельного майданчика:

1. Грунт ІГЕ-1 в якості природної основи використовувати не можна;

2. Грунти ІГЕ-2, ІГЕ-3, ІГЕ-4 придатні для використання їх як природної основи з розрахунковими показниками, що наведені у таблиці.

3.

4.

5.

6. Перевірка достатності розмірів фундаменту, що експлуатується.

Стовпчатий фундамент.

Перевіряємо достатність глибини закладання з умов морозного здимання грунту основи. Для м. Кіровоград нормативна глибина d_fn=1.0 м. Будівля має розрахункову середньодобову температуру 15 С, а підлога першого поверху влаштована на грунті (підвального приміщення немає), =0.6.

Тоді розрахункова глибина промерзання:

d_f= =0.6•1.0=0.6м

Глибина закладання повинна бути d d . d=2,15 0.6м (умова заглиблення виконується).

Визначаємо навантаження на рівні підошви фундаменту:

а)навантаження на верхньому уступі ф-у:

N =1940кН, M =162 кНм, Q =33 кН

б)навантаження від ваги ф-у:

V_f= 0.4•4,0 +0.4•2,4 +0.4•1,6 +0,8•0.8 = 10,24 м

=25т/ м

N_f=25•10,24=256,0 кН

в) навантаження від ваги грунту на уступах фундаменту:

N =19.01•(2.0•4,0 - 10,24)= 413,66кН

г)збільшення моменту за рахунок дії гор. навантаження:

Q : M = Q •h = 33•1.85=61.05 кН

Сумарне навантаження на підошві ф-у:

N = N + N + N =1940+256+413,66=2609,66кН

M = M + M = 162+61.05=223.05 кНм

Q = Q =33кН

Середнє напруження на підошві ф-у:

= N / =2609,66/4,0 =163,104кПа

= N / M /

=4,0 /6= 10.67 м

=184,008кПА

=142,199кПА

Розрахунковий опір грунту:

k=1.1; k_z=1.1, так як підошви фундаменту b<10м

b= 3.2 м –ширина фундаменту.

d = 2.15 м, глибина закладання фундаменту.

d_b = 0 м – глибина підвалу.

М_γ,М_q,М_с- коефіцієнти, які залежать від кута внутрішнього тертя несучого шару приймаємо по табл. для φ_ІІ= град по інтерполяції:

М_γ=0.5

М_q=2.978

М_с=5.624

γ^І_ІІ – питома вага грунту ІГЕ-1, що знаходиться вище підошви фундаменту, γ^І_ІІ=15.48кН/м³, потужність 0.5м, та суглинку в межах 2,0-0,5 = 1,5 м, тому:

с_ІІ = 17,9кПа, для несучого шару ІГЕ-2, суглинку.

Розрахунковий опір суглинку ІГЕ-2:

Перевіряємо виконання умов:

≤R; ≤ 1,2R;

=163,104кПа ≤ R=307,44кПа

=142,199кПа 0,25•307,44=76,86кПа =142,199кПа>0

=184,008кПа ≤ 1.2•307,44=368,93кПа

Умови виконуються,будівля може експлуатуватися в попередніх умовах.

Виконуємо розрахунок осідання методом еквівалентного шару М.О. Цитовича:

S= A • b ( /E)=0.8•4,0•163,104/11,8•10 =0.046м=4,6см

S =4,6 ≤ 10см -осадка не перевищує допустиме значення.

Cтрічковий фундамент

На верхньому уступі діє навантаження:

N_II=223 кН/м.

Перевіряється достатність глибини закладання з умов морозного здимання грунту

основи.

d=2.15 м > d_f =0.6м, умова заглиблення фундаменту виконується.

Визначаємо навантаження на рівні підошви фундаменту:

а) навантаження на верхньому ступі фундаменту: N _II = 223кН/м;

б) навантаження від ваги фундаменту:

N _IIF = γ_btV_bt;

V_bt=1.72 м³

γ_bt = 25кН/м³

N _IIF = 1,72·25=43 кН/м;

в) навантаження від ваги грунту на уступах фундаменту:

N _IIs = γ₁V_s;

V_bt=0,645 м³

γ₁ = 19.01кН/м³

N _IIF = 19.01·0,645=12,26 кН/м.

Сумарне навантаження на підошві фундаменту:

N = N + N + N =223+43+12,26=278,26кН

Середнє напруження на підошві фундаменту:

= N / =278,26/1,1·1=252,96кПа.

Розрахунковий опір грунту несучого шару, якщо його товща під фундаментом

більше b/2:

k=1.1; k_z=1; γ _ІІ=15,48 кН/м³; γ_ІІ^І=18,13 кН/м³; с_ІІ=17,9 кПа;

М_γ=0.5; М_q=2.978; М_с=5.624;

Перевіряємо виконання умов:

≤R;

=252,96кПа ≤ R=292,02кПа.

Фундаменти можуть експлуатуватися в попередніх умовах.

Виконуємо розрахунок на осідання методом еквівалентного шару М.О. Цитовича:

S= A • b ( /E)=1.9•1,1•252,96/11,8•10 =0.045м=4.5см

S =4.5см ≤ 10см -осадка не перевищує допустиме значення.

4.Умови реконструкції, що впливають на підсилення основ та фундаментів будівлі.

Стовпчатий фундамент

За умови реконструкціі навантаження на верхньому уступі фундаменту значно

збільшуються. Це збільшення на фундамент складає:

- стовпчастий фундамент: N_II – на 60%, М_ІІ – на 19%, Q_II – на 12%.

N =1940·1,6·1,2=3724.8 кН,

M _i =162·1.19·1.2=231.34кНм,

Q _I = 33·1.12·1.2=44.35 кН

N = N + N + N = 3724.8+256+413,66=4394.46кН

M = M + M = 231.34+61,05=292.39 кНм

Q = Q =44.35кН

Визначення розрахункового опору під підошвою фундаменту після зниження

механічних характеристик грунта φ_ІІ на 3 град, с_ІІ на 40%.

Середнє напруження на підошві ф-у:

= N / =4394.46/4,0 =274.65кПа

= N / M /

=4,0 /6= 10,667 м

= 302.06 кПа

=247.24 кПа

с_ІІ = 10,74кПа, = 19,8-3=16,8 С.

М_γ=0.38

М_q=2,54

М_с=5,12

Перевіряємо виконання умов:

R = 274.65кПа≥ 228.78кПа

1,2R = 302.06кПа≥ 228,78•1,2=274,54кПа

=247.24кПа 0,25•228,78=57,19кПа

Умови не виконуються, фундамент необхідно підсилити.

Стрічковий фундамент

Збільшення навантаження на стрічковий фундамент – N _II на 30%, змінене

навантаження за умов реконструкції складає:

N₁^II =223·1.3·1.2=347.88кН/м;

Навантаження на рівні підошви фундаменту:

∑N₁^II= N_I^II+ N_f^II+ N_s^II=347.88+43+12.26=403.14 кН. Середнє напруження на підошві фундаменту:

σ_mt=∑N / =403.14/1.1·1=366.49кПа

Розрахунковий опір грунту основи несучого шару:

k=1.1; k_z=1; γ _ІІ=15,48 кН/м³; γ_ІІ^І=18,13 кН/м³; с_ІІ=10,74 кПа;

М_γ=0,31; М_q=2,54; М_с=5.12;

Перевіряємо виконання умов:

R

366,49кПа≥ 207,06кПа

Умова не виконується, необхідно виконати підсилення фундаменту.

 

3. Підсилення фундаментів неглибокого закладання підширенням і заглибленням підошви.

Стовпчатий фундамент

Розглянемо варіант підсилення за рахунок розширення і заглиблення підошви фундаменту. Розрахунок проводимо без врахування ущільнення та зміцнення грунту під підошвою існуючого фундаменту за роки експлуатації – як для нового будівництва.

1. Необхідна площа підошви підсиленого фундаменту:

А =

;

e – ексцентриситет, який визначається

,

b – ширина фундаменту.

=0,917.

м²

b = =4,79м=4.8м

А =4,8·4,8=23,04м

Уточнюємо R:

Уточнюємо А :

А = = м

b = =4,26м=4,4м.

= N / =4394,46/4,4 =226,99 кПа

= N / M /

=4,4 /6= 14,2 м

1.2R; 247,58 1.2·271,45=325,74кПа

; 206,39 0,25·271,45=67,86 кПа

Умова виконується.