Проектирование фундаментов трехэтажного торгового центра

     Глубина заложения фундамента 3,95 м, планировочная отметка -0,450 м. Это соответствует нормам. Имеется в наличии подвал, планировочная отметка:  -3,200 м.

     3.2. Подбор размеров  подошвы фундамента

     Вычислим предварительную площадь фундамента по формуле:

       ,

     где - сумма нагрузок на фундамент для расчетов по II ГПС,

     R₀=300кПа – расчетное сопротивление грунта несущего слоя;

      - средний удельный вес материала фундамента и грунта на его обрезах;

     d=1,7 м – глубина заложения фундамента. 

     Для квадратного фундамента A= b², => b=3,17 м.

     Принимаем монолитный фундамент по серии 1.412-1/77

     Размеры подколонника: luc=1200 мм, buc=1200 мм, h=800 мм.

      Подошва фундамента: l=1800 мм, b=1800 мм.

      Схема проектируемого фундамента представлена на рис. 2.

 

      

Сбор  нагрузок на фундамент  под колонну на оси 1-Г, грузовая площадь А₁=9х4,2=37,8 м²

     Таблица №2.

 

     

 

Рис. 2. Фундамент мелкого заложения. 

       ;

      Основание фундамента – песок мелкий плотный влажный. Основные характеристики: 16,66 кН/м³; R₀=0,300 МПа; С_n=0,006 МПа; φ_n=38 град; Е=48 МПа.

     Основным  критерием при подборе размеров подошвы фундамента является выполнение условия: .

       - среднее давление на подошве фундамента;

       - расчетное сопротивление грунта. 

       ;

       - внешняя расчетная нагрузка  на фундамент для расчетов  по II ГПС;

      Нагрузка  от веса фундамента:

      Нагрузка от веса фундаментной балки:

      Нагрузка  от веса колонны:

       Нагрузка  от веса монолитной ж/б стены:

      Нагрузка  от веса грунта и пола подвала над уступами фундамента:

      Временная нагрузка:

      Принятая площадь фундамента: .

       .

       , где:

        и  - коэффициенты условий работы.

      k – коэффициент надежности, принимаемый равным 1,1.

       - коэффициенты, принимаемые по  таблице 5.3 [1] при

       =2,11; =9,44; =10,8.

      k_z – коэффициент, принимаемый равным 1.

      b=1,8 м – ширина подошвы фундамента.

       - осредненное расчетное значение  удельного веса грунтов, залегающих  ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды). - для глубины до 0,5b м от подошвы фундамента, где вес грунта ниже уровня подводных вод определяется по формуле:

       ,

      где е – коэффициент пористости.

        - тоже, залегающих выше подошвы:

       .

       =6кПа -  расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.

       – приведенная глубина заложения  фундаментов от пола подвала.

здесь  - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала;

       - толщина конструкции пола подвала;

       - расчетное значение удельного  веса конструкции пола подвала.

      

d_B= 2,75 м – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала.

.

- среднее давление на подошве  фундамента.

- условие выполнено. Недогруз составляет 14,47%.

     3.3. Расчет оснований фундаментов по максимальным напряжениям.

      Схема проектируемого фундамента представлена на рис. 2.

      Краевые давления по подошве фундамента вычисляют  по формуле:

       , где

       - суммарная вертикальная расчетная  нагрузка в уровне подошвы  фундамента;

       - момент от расчетных нагрузок  в уровне подошвы фундамента;

       - момент сопротивления площади  подошвы фундамента, м³.

       ;

       , где

       - момент от перекрытия;

       - момент от стены подвала  и стены первого этажа;

       - момент от грунта над левой  частью фундамента;

       - момент от временной нагрузки.

       ; ;

; ; ;

       ;

       ;

      Расчетное сопротивление грунта:

       - условие выполнено.

       .

 

4. Определение конечной осадки фундамента мелкого заложения

4.1. Определение конечной осадки фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования

      Осадка  основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:

      S=

; где

       - безразмерный коэффициент,  равный 0,8

       - среднее значение дополнительных  вертикальных нормальных напряжений  в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней z_i-1 и нижней границах z_i слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

      h_{i ,}E_i – соответственно толщина и модуль деформации i–го слоя грунта;

        n – число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания. 

      Для вертикали, проходящей через середину подошвы фундамента, определяют напряжения от собственного веса грунта и дополнительные напряжения .

      Вертикальные  напряжения от собственного веса грунта на границе слоя, расположенного на глубине  от подошвы фундамента, определяются по формуле:

       = ; где

       - удельный вес грунта, расположенного  выше подошвы фундамента;

      d_n – глубина заложения фундамента;

       ,h_i – соответственно удельный вес и толщина i –го слоя грунта.

      Дополнительные  вертикальные напряжения на глубине  от подошвы фундамента, действующие по оси, проходящей через центр подошвы фундамента, определяются по формуле:

       = , где

       - коэффициент затухания дополнительных  давлений по глубине.

      Р₀= Р- - дополнительное вертикальное давление на основание в уровне подошвы фундамента;

      Р- среднее давление под подошвой фундамента;

       - напряжение от собственного  веса грунта на уровне подошвы  фундамента.

      Нижняя  граница сжимаемой толщи основания  принимается на глубине, где выполняется условие:

        =0,2

      Ширина  подошвы фундамента  b= 1,8 м.

       Среднее давление под подошвой фундамента Р=812,16 кПа.

      Разбиваем толщу грунта ниже подошвы фундамента на элементарные слои высотой

      h_i= 0,4b= 0,4·1,8= 0,72 м.

      Определяем  напряжения и

      В уровне подошвы фундамента  (точка 0):

       =19,4·3,5+16,66·0,5=76,23 кПа

      В точке 1: =76,23+16,66·0,2=76,23+3,33 = 79,56 кПа;

      Ниже  УПВ в песках учитываем взвешивающее действие воды:

       , тогда

      в точке 2: = 79,56+7,49·0,52= 83,45 кПа;

      Для остальных точек значения приведены в таблице №3.

      Дополнительные (уплотняющие) давления вычисляем по формуле:

        

      P₀=812,16-76,23=735,93кПа.

      В точке 0: z = 0; = = =0; =1;

       =1·735,93кПа=735,93 кПа.

      В точке 1: z = 0,2 м, = =0,2; =0,98;

       =0,98·735,93 = 721,21кПа.

      В точке 2: z = 0,72 м., = =0,8; =0,800;

       =0,800·735,93 =588,74 кПа.

      Для остальных точек значения приведены в таблице №3.

      Таблица №3.