Расчет фундамента здания Министерство образования и науки Украины Одесская государственная академия строительства и архитектуры Кафедра оснований и фундаментов РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА Выполнил: ст. гр. ПГС-52с Горбан А.С. Проверил: Ересько Е.Г. Одесса 2010 Вариант №4 Наименование грунта. Характеристики Суглинок лессовидный Супесь лессовая Суглинок лессовидный 1 2 3 4 Мощность слоя, h(м) 3,2 4,2 4,3 γs , кН/м3 26,9 26,9 26,7 γ, кН/м3 17,9 17,1 17,9 W 0,19 0,18 0,17 E/Esat , МПа 8/3,5 7,7/3,5 8/2,4 Psl , кПа 120 80 70 εsl при σzg , кПа 50 0,006 0,005 0,007 150 0,022 0,024 0,023 250 0,031 0,032 0,030 φ, град 20 20 18 с, кПа 20 20 19 Определение типа грунтовых условий по просадочности: γdi = γdi / 1+wi , кН/м3 γd 1 =17,9/(1+0,19) = 15.04 кН/м3 ; γd 2 = 17,1/(1+0,18) = 14.49 кН/м3 ; γd 3 = 17,9/(1+0,17) = 15.3 кН/м3 ; n = 1-γd / γs n1 = 1- 15,04/26,9 = 0,44; n2 = 1- 14,49/26,9 = 0,46; n3 = 1- 15,3/26,7 = 0,427; 1. Определение удельного веса грунтов в водонасыщенном состоянии: γsat i = γdi + Sr × n × γw , кН/м3 где γw =10 кН/м3 ; Sr = 0,8 – для суглинок; Sr = 0,85 – для супеси; γsat 1 =15,04+0,8×0,44×10=18,56 кН/м3 ; γsat 2 =14,49+0,85×0,46×10=18,4 кН/м3 ; γsat 3 =15,3+0,8×0,427×10=18,716 кН/м3 ; 2. Определяем ординаты эпюры напряжений от собственного веса грунта на отметке подошвы каждого слоя: σzg i = ∑ γsat i × h i , кПа σzg i =18,56×3,2=59,392 кПа; σzg i =59,392+18,4×4,2=136,672 кПа; σzg i =136,672+18,716×4,3=217,151 кПа; 3. Строим эпюру напряжений σzg 4. На схеме строим эпюры начального просадочного давления Psl Грунт считается просадочным от собственного веса в пределах участка толщиной hsl i , гдевыполняется условие: Psl < σzg 5. В пределах каждого просадочного слоя hsl i определяется среднее напряжение σz sl i : σz sl 2 =(80+136.672)/2=98.03 кПа; σz sl 3 =(136.672+217.151)/2=176.91 кПа; 6. Строим графики зависимости εsl = f (σzg ) По графику определяем значение εsl i ,соответствующее σz sl i 7. Определяем просадку грунта от собственного веса: S sl i g =∑ εsl i × hsl i ; S sl 2 g = 0.0136× 3.08=0.042м; S sl 3 g = 0.0249× 4.3=0.107м; S sl g = 0.149м Вывод: так как Ssl g = 14.9см > 5см, следовательно заданные грунты относятся к II типу по просадочности. №2 Расчет фундаментов на просадочных грунтах. b×l=1,8×2,7м; d=1,8м; N=780kN; 1.Определение напряжения от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента: σzg 0 = γ × d, кПа σzg 0 =17,9×1,8=32,22 кПа 2. Определение среднего давления под подошвой фундамента: Р = (N/b×l) + d× γ , кПа Р =(780/1,8×2,7)+1,8×20=196,5 кПа 3. Определение допустимых напряжений от внешнего давления на отметке подошвы фундамента: σz р 0 = Р - σzg 0 , кПа σz р 0 =196,5-32,22=164,28 кПа 4.Толщину грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на элементарные слои, толщиной hi = 0,4× b hi =0,4×1,8=0,72м 5. Допустимые напряжения на границе элементарных слоев определяются по формуле: σz р = α×σz р 0 , где α (η,ξ) по табл. 6. Определяем осадку по методу послойного суммирования: S= β ∑ (σz р i × hi ) / Е i , гдеβ=0,8 ξ z i , см α σz р , кПа σz р i , кПа h i , см Е i , кПа S i , см 0 0 1.000 164.28 152.21 72 3500 2.5 0.8 0.72 0.853 140.13 114.75 72 1.89 1.6 1.44 0.544 89.37 72.37 72 1.19 2.4 2.16 0.337 55.36 45.75 72 0.75 3.2 2.88 0.22 36.14 30.64 72 0.5 4.0 3.6 0.153 25.13 20.54 72 0.34 4.8 4.32 0.097 15.94 15.37 72 0.25 5.6 5.04 0.09 14.79 12.82 72 0.21 6.4 5.76 0.066 10.84 9.69 - - - 7.2 6.48 0.052 8.54 7.8 - - - 8.0 7.2 0.043 7.06 6.41 - - - 8.8 7.92 0.035 5.75 5.34 - - - 9.6 8.64 0.03 4.93 4.77 - - - 10.4 9.36 0.026 4.6 4.19 - - - 11.2 10.08 0.023 3.78 3.45 - - - 12.0 10.8 0.019 3.12 7.Определяем осадку фундамента: Sф =∑Si =7.63см 7.1 На схеме строим суммарную эпюру напряжений: σz = σz р + σzg 7.2 На схеме строим эпюру начального просадочного давления Psl i 7.3 Определяем среднее напряжение σz sl i в каждом проседающем слое: σz sl 1 =(192.68+142.45)/2=167.57 кПа; σz sl 2 =(142.45+148.35)/2=145.4 кПа; σz sl 3 =(148.35+217.0)/2=182.68 кПа; 8. Определяем просадку фундамента: 9. Ssl i р =∑ hsl i ×εsl i ×к sl i , гдеεsl i f (σz sl i ); εsl 1 =0.02358; εsl 2 =0.02313; εsl 3 =0.02529; к sl i =0,5+1,5(P- Psl i ) / P0 ; P0 =100 кПа; кsl 1 =0,5+1,5(196.5- 120) / 100=1.648; кsl 2 =0,5+1,5(196.5- 80) / 100=2.248; кsl 3 =0,5+1,5(196.5-70) / 100=2.398; Ssl 1 р =1.4×0.02358×1.648=0.054 м; Ssl 2 р =4.2×0.02313×2.248=0.218 м; Ssl р =0.533 м; Ssl 3 р =4.3×0.02529×2.398=0.261 м; 10. Определяем суммарную деформацию основания: S= Sф +Ssl р ; S= 7.63+53.3=60.93см> Smax, u =8см; Вывод: устройство данного вида фундамента при заданных геологических условиях невозможно. №3 Расчет свайных фундаментов из забивных призматических свай на грунтах II типа по просадочности 1.Определение показателя текучести просадочных грунтов при полном водонасыщении: IL = /W L - W P ; где е = (1+W )-1; е1 = (1+0.19)-1=0.788; е2 = (1+0.18)-1=0.856; е3 = (1+0.17)-1=0.745; IL 1 = /0.26-0.18=0.925; IL 2 = /0.24- 0.18=1.766; IL 3 = /0.28- 0.19=0.9; В качестве несущего слоя принимаем глину с IL =0; 2.Определяем длину свай: Lсв =0.5+1.4+4.2+4.3+1.6=12 м; где 0.5м –длина оголовка сваи; 1.6м –величина заглубления сваи в несущий слой; Принимаем сваи С12-35 3.Строим график изменения просадки от собственного веса грунта по глубине. №№ услов. слоя Zi , м IL u, м Сопротивление трению по боковой поверхности Отрицательные силы трения по боковой поверхности, Рn , кН крупность песка hi , м fi , кН/м2 u·γcf · fi · hi φI , град СI , кПа tg φI σzg , i кН/м2 τi , кН/м2 Рn = τi · hi · u, кН 1 2,5 0,925 1,4 1,4 - - 17,4 13,3 0,3134 39,35 21,93 42,98 2 4,2 1.766 1,4 2,0 - - 17,4 13,3 70,95 28,87 80,84 3 6,2 1,4 2,0 - - 112,05 37,88 106,06 4 7,3 1,4 0,2 - - 135,45 43,02 12,05 5 8,4 0,9 1,4 2,0 - - 15,7 12,7 0,2811 154,8 43,02 120,46 6 9,545 1,4 0,291 - - 176,7 43,02 17,53 7 10,691 1,4 2,0 7 19,6 ∑ 379,92 8 11,695 1,4 0,009 7 0,09 9 12,5 0 1,4 1,6 7 15,68 - - ∑ 35,37 4.Определяем расчетную нагрузку на сваю в грунтовых условиях II типа по просадочности с учетом отрицательного трения по формуле: Nсв =(Fd / γк )- γс ·Рn , кН где γс - коэффициент условия работы, зависящий от просадки грунта от собственного веса ; γс =0, если Ssl ≤ 5см; свайный фундамент грунт просадка γс =0,8 , если Ssl ≥ 2· Su =16см; hsl Рn = u∑τi ·hi – отрицательная сила трения; i=1 τi = 0,7 σzg , i · tg φI + СI – расчетное сопротивление грунта сдвигу, определяемое до глубины hsl =6м; при глубине hsl > 6м τi принимается постоянным и равным значению на глубине 6м. φI , СI – расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта, соответственно. φI = φ/1,15 [град.] ; СI = С/1,5 [кПа] ; σzg , i – вертикальная нагрузка от собственного веса грунта в середине i -го условного слоя; Fd = γс (γс r •R•A+ u∑ γс f •fi • hi ) , кН Fd = 1• (1•11400 • 0,123+35,37) = 1437,57 кН Nсв = (1437,57/1) – 0,72·379,92 = 1164,03 кН