| Тип песчанных грунтов | Процентное содержание частиц по крупности от общего объема |
| 1 | 2 |
| Пески: гравелистые | Частицы крупнее 2 мм - 25% по весу |
| крупнозернистые | 0,5 мм - 30% по весу |
| средней крупности | крупнее 0,25 мм - 50% по весу |
| мелкие | крупнее 0,1 мм - 75% по весу |
| пылеватые | крупнее 0,1 мм – составляет менее 75% по весу |
Плотность песчаных грунтов определяется по табл. 5 в зависимости от коэффициента пористости.
Таблица 5
Наименование песчанных грунтов по плотности
Наименование песков
Плотность песков
Степень влажности определяется:
(4)
Таблица 6
Наименование песчанных грунтов по степени влажности
| Классификация песчаных грунтов | Степень влажности |
| Маловлажный | 0  Sr 0.5
|
| Влажный | 0.5 Sr 0.8
|
| Насыщенный водой | 0.8 Sr 1
|
После оценки свойств грунтов основания студентом определяется значение Rо условного расчетного сопротивления грунта с последующим определением ориентировочных размеров фундамента в плане (А) (см. табл. 7).
Таблица 7
Расчетные сопротивления Rо песчаных грунтов в кПа, (кГс/см2)
|
Тип и разновидность песчаных грунтов |
Значение R о, в зависимости от плотности песков | |
| плотные | средней плотности | |
| Пески крупные независимо от влажности | 600(6) | 500(5) |
| Пески средней крупности независимо от влажности | 500(5) | 400(4) |
| Пески мелкие маловлажные | 400(4) | 300(3) |
| Влажные и насыщенные водой | 300(3) | 200(2) |
| Пылеватые пески: | ||
| Маловлажные | 300(3) | 250(2,5) |
| Влажные | 200(2) | 150(1,5) |
| Насыщенные водой | 150(1,5) | 100(1,0) |
Продолжение табл. 7
Расчетные сопратиления Rо пылевато – глинистых грунтов
|
Пылевато-глинистые грунты |
Коэффициент пористости | Значения R , кПа (кГс см2) при показателе текучести грунта* | |
| IL = 0 | IL = 1 | ||
| Супеси | 0,5 | 300(3) | 300(3) |
| 0,7 | 250(2,5) | 200(2) | |
| Суглинки | 0,5 | 300(3) | 250(2,5) |
| 0,7 | 250(2,5) | 180(1,8) | |
| 1,0 | 200(2) | 100(1) | |
| Глины | 0,5 | 600(6) | 400(4) |
| 0,6 | 500(5) | 300(3) | |
| 0,8 | 300(3) | 200(2) | |
| 1,1 | 250(2,5) | 100(1) | |
* - Примечание: Для пылевато – глинистых грунтов о промежуточным значениям е и IL допускается определять интерполяцией, сначала по t затем по IL. При t<0.5 и IL = 0 величина Ro принимается соответственно при e= 0.5 и IL= 0.
(5)
где А – примерная площадь подошвы, м2;
– расчетное значение удельной плотности объема тела фундамента и грунта на его обрезах. Принимаем для подвальных зданий = 17 кН/м3, для бесподвальных 
= 20 кН/м3;
N - расчетная нагрузка на фундамент, то (кН);
d– расчетная глубина заложения (м) фундамента определяется по п. 2,25 [2], м. СНиП 2.02.01-83;
Ro – условное расчетное сопротивление грунта, табл. 7.
Глубина заложения фундамента определяется из условия промерзания: нормативная d 
и расчетная d 
глубина промерзания определяется для заданного района по п.п. 2.26-2.32 СниП 2.02.01-83
d = d 
, (6)
где Mt- безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур (табл. 1) [3];
d – величина, принимаемая равной, Mt- для суглинков, глин – 0,23; супесей, песков мелких и пылевых – 0,28; песков гравелистых, крупных и средней крупности – 0,30; крупно-обломочных грунтов – 0,34.
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта d , м определяется по формуле:
d = Kn * d , (7)
где Kn – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для фундаментов неотапливаемых сооружений Kn = 1,1 а для отапливаемых по табл. 1 СНиП 2.02.01-83.
Учитывается конструктивная высота подвала в зданиях. Если подошва фундамента попадает на слабый слой (Ro – не нормируется), необходимо изменить глубину заложения и выбрать несущий слой, путем анализа инженерно-геологических условий.
4. Расчет оснований для фундаментов мелкого заложения по двум группам предельных состояний по несущей способности и деформациям
4.1. Расчеты производятся для фундамента мелкого
заложения на естественном основании и для свайного варианта фундаментов, для одного сечения (например, для ленточного фундамента под стену (на 1 п. м стены) или под колонну).
Расчет по несущей способности производят, исходя из теории линейной деформируемой среды, где среднее давление под подошвой фундамента ограничивается развитием зон пластических деформаций под краями фундамента до глубины не более 0,25 ширины подошвы фундамента. Такое давление называется расчетным сопротивлением грунта основания R. После принятия размеров подошвы фундамента (или условного фундамента для свайного варианта) проверяется условие:
р 
≤R, (8)
где р – среднее давление под подошвой фундамента.
Для внецентренних нагруженных фундаментов проверяется условие:
р 
≤ 1, 2 R, (9)
где р 
– давление у края подошвы внецентренно нагруженного фундамента.
При относительном эксцентриситете: е/L≤ 1/6
(10)
где р – сумма вертикальных нагрузок и веса фундамента и грунта на его обрезах р = 20 кН/м3
А – площадь подошвы фундамента;
М – момент от равнодействующей всех нагрузок по подошве фундамента
W – момент сопротивления площади подошвы фундамента.
Расчетное сопротивление грунтов основания равно (формула 7 СНиП 2.02.01-83)
(11)
где 
и – 
коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 3 [2], табл. 8 М.У.;
К – коэффициент, принимаемый равным 1, т.к. в курсовом проекте характеристики прочности грунта “φ” и “с”определены по результатам непосредственных испытаний;
Мγ, Мq, Mc – коэффициенты, принимаемые по табл. 9 М.У. в зависимости от угла внутреннего трения φ слоя грунта, залегающего под подошвой фундамента;
Kz – коэффициент, принимаемый равным 1;
γ 
–расчетное значение удельного веса слоя грунта залегающего под подошвой фундамента;
γ 
- то же, залегающего выше подошвы;
- расчетное значение удельного сцепления слоя грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;
- глубина заложения фундаментов бесподвальных зданий от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле
= 
(12)
где h 
- толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;
h 
– толщина конструкции пола подвала, м;
γ = 24 кН/м3 или (Tс/м3) – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала;
– глубина подвала принимается при ширине сооружения меньше 20 м – = 2 м; при L>= 20 м = 0.
Таблица 8
| Грунты | Коэффициент 
|
| 1 | 2 |
| Крупнообломочные с песчаным заполнителем и песчаные, кроме мелких и пылеватых | 1,4 |
| Пески мелкие | 1,3 |
| Пески: | |
| - пылеватые, маловлажные и влажные | 1,25 |
| - насыщенные водой | 1,1 |
| Пылевато-глинистые (супеси, суглинки и глины с показателем текучести грунта IL ≤ 0.25) | 1.25 |
| тоже при 0.25≤ IL ≤0,5 | 1,2 |
| тоже при IL ≥0,5 | 1,1 |
Таблица 9
Расчетное значение угла
внутреннего трения, град, « 
»
Коэффициенты
4.2. Конструирование монолитного фундамента
После проверки условия р ≤R или р ≤ 1, 2 R производится конструирование монолитного бетонного или железобетонного фундамента, определение формы, размеров его элементов по высоте. Для колонн принимается квадратный в плане фундамент, когда b =ℓ, а для стен конструирование ведется на 1 п.м фундамента, т.е. ℓ = 1 м. По высоте фундаменту придают ступенчатую форму, под колонны - форму стаканного типа, для стен возможна трапециевидная форма. Предельный угол распределения давления в плане принимается для бетонных фундаментов (α = 35о), а для железобетонных (α = 45о). В зависимости от общей высоты ступеней (h 
, h 
и т.д.) не должна превышать 0,9 м и быть кратной 0.15 м, минимальная высота ступени – 0.3 м, а ширина ступеней должна быть кратной 0,1 м.
5. Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования
Определение осадки выполняется для центральной оси фундамента в следующей последовательности (приложение 2 СниП 2.02.01-83) (рис. 16).
5.1. Изображаются контуры проектируемого фундамента и напластования грунта в масштабе 1:100.
5.2. Справа от вертикальной оси строится эпюра вертикальных природных давлений (от собственного веса грунта)
(13)
с учетом взвешивающего действия воды и водоупора, где
– удельный вес природного грунта, кН/м3
– толщина слоя i м.
5.3 Слева от вертикальной оси строится эпюра дополнительных давлений 
.
На подошве фундамента дополнительное (уплотняющее) давление при Z =0
= 
- 
,
где – среднее давление под подошвой фундамента от сооружения и веса фундамента;
– природное напряжение на уровне подошвы фундамента.
5.4. Основание под фундаментом, в пределах сжимаемой толщи, разбивается на элементарные слои, однородрые по сжимаемости (с одинаковым модулем деформации).
Толщина элементарного слоя hi =< 0,4 b .
5.5. По рис. 16 определяется глубина Zi от подошвы фундамента для всех элементарных слоев до нижней границы сжимаемой толщи из условия = 0,2 
.
- ), (14)
где 
ℓ и b длина и ширина фундамента. Для ленточного фундамента под стену n >= 10
Определяется 
по формуле и расчет представлен в табл. 10.
Таблица 10
Определение конечной осадки фундамента
| 
| α | = 
кН/м 
| 
кН/м
| 
кН/м
| S 
см
|
| 1 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Значение коэффициента α, который зависит от параметров m и n, определяется по табл. 11.
Эпюры природного и дополнительного давления вычерчиваются в одинаковом масштабе.
Таблица 11
Значение коэффициента α для вычисления сжимающих напряжений Рдоп
| | 
| ||||
| 1 | 1,4 | 2,0 | 2,4 | 10 и более (ленточный фундамент) |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 0,0 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 1,000 |
| 0,4 | 0,960 | 0,972 | 0,976 | 0,976 | 0,977 |
| 0,8 | 0,800 | 0,848 | 0,870 | 0,875 | 0,881 |
| 1,2 | 0,606 | 0,682 | 0,727 | 0,757 | 0,755 |
| 1,6 | 0,449 | 0,532 | 0,593 | 0,612 | 0,642 |
| 2,0 | 0,334 | 0,414 | 0,481 | 0,505 | 0,550 |
| 2,4 | 0,257 | 0,325 | 0,392 | 0,419 | 0,477 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 2,8 | 0,201 | 0,260 | 0,321 | 0,350 | 0,420 |
| 3,2 | 0,160 | 0,210 | 0,267 | 0,294 | 0,370 |
| 3,6 | 0,130 | 0,173 | 0,224 | 0,250 | 0,337 |
| 4,0 | 0,108 | 0,145 | 0,189 | 0,214 | 0,304 |
| 4,4 | 0,090 | 0,122 | 0,163 | 0,185 | 0,280 |
| 4,8 | 0,077 | 0,105 | 0,141 | 0,161 | 0,258 |
| 5,2 | 0,066 | 0,091 | 0,123 | 0,141 | 0,239 |
| 5,6 | 0,058 | 0,079 | 0,108 | 0,124 | 0,228 |
| 6,0 | 0,051 | 0,070 | 0,095 | 0,110 | 0,208 |
| 6,4 | 0,045 | 0,062 | 0,085 | 0,098 | 0,190 |
| 6,8 | 0,040 | 0,055 | 0,076 | 0,088 | 0,184 |
| 7,2 | 0,040 | 0,049 | 0,068 | 0,080 | 0,175 |
| 7,6 | 0,032 | 0,044 | 0,062 | 0,072 | 0,166 |
| 8,0 | 0,029 | 0,040 | 0,056 | 0,066 | 0,158 |
| 8,4 | 0,026 | 0,037 | 0,051 | 0,060 | 0,150 |
| 8,8 | 0,024 | 0,034 | 0,047 | 0,055 | 0,144 |
| 9,2 | 0,022 | 0,031 | 0,043 | 0,051 | 0,137 |
| 9,6 | 0,020 | 0,028 | 0,040 | 0,047 | 0,132 |
| 10,0 | 0,019 | 0,026 | 0,037 | 0,044 | 0,126 |
| 10,4 | 0,017 | 0,024 | 0,031 | 0,040 | 0,122 |
| 10,8 | 0,016 | 0,032 | 0,029 | 0,037 | 0,117 |
| 11,2 | 0,015 | 0,021 | 0,027 | 0,035 | 0,113 |
| 11,6 | 0,014 | 0,020 | 0,025 | 0,033 | 0,109 |
| 12,0 | 0,013 | 0,018 | 0,023 | 0,031 | 0,106 |
и 
Для определения границы сжимаемой толщи на эпюру накладывается вспомогательная эпюра 0,2 и устанавливается точка их пересечения.
5.6. Осадка S основания вычисляется по следующей формуле:
(15)
где β – безразмерный коэффициент равный 0,8
–среднее значение дополнительного нормального напряжения в середине i-го слоя
Ei – модуль деформации i-го слоя
n – число слоев на которые разбита сжимаемая толща основания.
Расчет осадки удобнее вести в табличной форме (табл. 10 – стоблцы 1, 6, 7, 8). Значение 
– определяется как полусумма напряжений на верхней и нижней границах слоя.
Таблица 12
Нормативные значения удельного сцепления сн (МПа) угла внутреннего трения “φ” (градусов) и модуля деформации Е0 (МПа) песчаных грунтов (независимо от влажности)
| Вид песчаных грунтов | Обозначения характеристик грунтов | Характеристики грунтов при коэффициенте пористости “ ℓ ” | |||
| 0,45 | 0,55 | 0,65 | 0,75 | ||
| Гравийные и крупные |  СН
φН
Е
| 0,002 43 50 | 0,001 40 40 | - 38 30 | - - - |
| Средней крупности | СН
φН
Е
| 0,003 40 50 | 0,002 38 40 | 0,001 35 30 | - - |
| Мелкие | СН
φН
Е
| 0,006 38 48 | 0,004 36 38 | 0,002 32 28 | - 28 18 |
| Пылеватые | СН
φН
Е
| 0,008 36 39 | 0,006 34 23 | 0,004 30 18 | 0,002 26 11 |
Проверяется условие: S расч≤S пред ,
где S пред – предельные деформации основания определяются по приложению 4 СНиП 2.02.01-83 стр. 38-39.
Таблица 13
Нормативные значения модуля деформации глинистых грунтов Е0, МПа
Дата: 2018-12-21, просмотров: 425.
