Конструирование и расчет фундаментной плиты под здание

Необходимо запроектировать монолитную плиту фундамента под один

блок двадцативосьмиэтажного здания.

- размеры блока в плане – 25 м х 75 м;

- вертикальная нагрузка выше уровня обреза фундамента составила

- глубина заложения фундамента – d = 5,55 м.

1. Принимаем толщину плиты – 0,5 м.

2. Конструируем монолитную плиту фундамента с учетом свеса плиты по контуру равным 200 мм. Длина и ширина плиты равна
,

Определяем вес фундаментной плиты – и вес грунта на ее обрезах – . Принимаем удельный вес железобетонной плиты и монолитной части здания, расположенной ниже отметки обреза фундамента, равным .

Рассчитываем вес грунта на обрезах фундамента:

3. Определяем среднее давление под подошвой фундамента:

4. Определяем сопротивление грунта в основании фундаментной плиты:

γ_с1 = 1,2 и γ_с2 =1,1 - коэффициенты, условий работы, принимаемые СНиП 2.02.01-83* табл. 3;

k - коэффициент, принимаемый равным: k ₁=1, если прочностные характеристики грунта (φ и с) определены непосредственными испытаниями, и k ₁=1,1, если они приняты по табл.

М_r = 0,72; М_q = 3,87; M_c =6,45 - коэффициенты, принимаемые по табл. 4СНиП 2.02.01-83*;

k_z -коэффициент,

γ_II - осреднённое расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды);

- тоже, залегающих выше подошвы;

d ₁ - приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле

h_cf - 0,25 - толщина конструкции пола подвала, м;

γ_{cf =} 22,5 - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м³;

5. Проверка условий устойчивости

Условие выполняется с недогрузкой фундамента

Расчет осадки фундаментной плиты под здание

Определяем дополнительную нагрузку:

Осадки зданий и сооружений рассчитываются по дополнительной нагрузке:

Последовательно строим эпюры напряжений: ; и . При этом значения и рассчитываются на границах инженерно-геологических элементов, а также на границах слоев, однородные по сжимаемости, мощностью не более 2 м. Значение l /b=3,06.

Z	ξ	а
м	д.е.	д.е.	кПа	кПа	кПа	кПа	кПа	м	м
0,00	-		439,12		21,2	-	-	-	-
1,50	0,12	0,991	435,2	134,65	26,93	437,16		1,50	0,03747
3,50	0,27	0,984	432,1	172,85	34,57	433,65		2,00	0,04956
5,20	0,41	0,977		205,32	41,06	430,55		1,70	0,04182
6,40	0,50	0,952	418,04	228,24	45,65	423,52		1,20	0,02768
8,00	0,63	0,928	407,5	258,8	51,76	412,77		1,60	0,03522
9,20	0,72	0,899	394,77	281,72	56,34	401,14		1,20	0,0385
10,5	0,83	0,879	385,99	306,55	61,31	390,38		1,30	0,0405
12,2	0,96	0,827	363,15	339,02	67,8	374,57		1,70	0,0509
13,5	1,06	0,794	348,66	363,85	72,77	355,91		1,30	0,0176
15,00	1,18	0,753	330,65	392,5	78,5	339,66		1,50	0,0194

Суммируем осадки слоев до 15 м: S = ∑ Si = 0,35865 м.

Допустимая осадка – S u = 0,18 м.

Проверяем условие – S ≤ Su: 0,35 > 0,18 м. Условие не выполняется. Расчетная осадка грунтов превысила допустимые значения.

Проектирование фундамента глубокого заложения

Буронабивные висячие сваи

Конструирование

Так как здание имеет большую этажность, и большие размеры в плане, фундамент проектируется плитно-свайный.

Несущую способность висячей забивной сваи, работающую на сжимающую нагрузку – F d, кН, следует определять как сумму расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности. При этом принимаем сваю длиной l=10 м, круглым сечением 0,8 х 0,8 м. Свая заглубляется в ИГЭ-5 с максимальной несущей способностью.

1. Определяем несущую способность по грунту висячей забивной сваи:

F_d = γ_с (γ_сR R A + u ∑γ_сf f_i h_i) =1(1·5600·0,5+2,51· (15· 1,1 + 29 · 4,4 + 51 ·2,6+8·4,4+72·1)) = 3763,59 кН

где γ_с =1– коэффициент условий работы сваи в грунте; R – расчетное сопротивление грунта под концом сваи принимаем 5600 кПА; А – площадь опирания на грунт сваи, м², принимаем А=π· r² = 0,5 м²; u – наружный периметр поперечного сечения сваи, u=2πr= 2,51 м; f_i – расчетного сопротивление i–го слоя грунта по боковой поверхности сваи; h_i – толщина i–го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи; γ_сR =1 и γ_сf =1.

2. Определяем допустимую нагрузку на висячую сваю исходя из того, что значение F d получено расчетом:

Р = F_d /γ_k = 3763,59 /1,4 = 2688,28 кН;

3. Определяем вес ростверка:

S_pI = γ_к·B_р ·L_р ·Н·γ_б = 1,1·25,4·75,4·0,6·25 = 31600 кН;

4. Определяем вес грунта на обрезах ростверка:

G_gI = γ_к·П·h_р·b_р·γ = 1,1· 1,9 (2 ·75,4+2 ·24,4) ·19,1·0,2 = 1593,57 кН;

5. Определяем вес свай:

При конструировании фундамента проектное число свай составило:

п _пр = 228 свай.

G_сI =0,8·0,8·10·25·208 =46592 кН;

6. Суммарная нагрузка, включающая вес ростверка и свай, по первой группе предельных состояний составила:

∑N_I = N_I ·0,85+S_pI +G_gI +G_сI =461660+31600+

+1593,57+46592= 541446 кН;

7. Определяем расчетное число свай:

п_р = ∑N_I / F_d^Ι = 541446 / 2688 = 202 шт;

8. Проверяем условие п_р ≤ п_пр

228 свай ≤ 208 свай.

Недогрузка на фундамент составляет 100·(228-202)/228=8%. Фундамент запроектирован экономично.