Определение значений прочностных и деформационных характеристик грунта

Грунт характеризуют прочностные характеристики, угол внутреннего трения φ⁰, удельное сцепление С, ориентировочное расчетное сопротивление R_0, деформационные характеристики (модуль деформации Е, коэффициент сжимаемости а, коэффициент пористости е) и т.п.

Эти характеристики могут быть указаны в материалах инженерно-геологических изысканий или могут быть определены по материалам изысканий по таблицам приложений СП 22.13330.2011 (Приложения А, Б, В.).

Результаты определения характеристик грунтов сводятся на геологический разрез согласно п. 2.2. «Указаний» и образцу разреза (приложение 1).

Оценка расчетно-конструктивного решения здания и определения нагрузок на фундаменты

Расчетно-конструктивная схема

Для правильного определения нагрузок на фундамент необходимо понять схему здания: габариты, материал, назначение здания, характер передачи нагрузок на каркас или на несущие и самонесущие стены и соответственно на фундаменты.

В соответствии с конструктивной схемой здания определяются нормативные и расчетные нагрузки на 1 п.м. ленточного фундамента стен (ростверка свайных фундаментов) или на отдельный фундамент стойки каркаса здания (отдельный ростверк куста свай). Определение нагрузок ведется согласно СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» [8].

Необходимо усвоить понятие «Грузовая площадь». Это площадь стен и перекрытий, с которой набирается нагрузка на 1 п.м. ленточного фундамента или на фундамент под стойку каркаса. Форма площади прямоугольная, размеры ее зависят от пролетов плит перекрытий и ригелей каркасов [2].

Определение нагрузок на фундамент и оснований здания

Определение нагрузок ведется согласно СП 20.13330.2011 с учетом коэффициентов сочетаний нагрузок.

Расчет оснований ведется на расчетные нагрузки по I группе предельных состояний и на нормативные по II группе предельных состояний грунтов оснований.

Аналогично рассчитываются и конструкции самого фундамента как бетонного или железобетонного изделия.

Набор нагрузок на фундамент (основание) рекомендуется выполнять с учетом расчетно-конструктивной схемой здания (см. с. 90-97 [2]).

РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕФУНДАМЕНТОВ

При проектировании реальных зданий рассчитываются все фундаменты здания, имеющие разные нагрузки и опирающиеся на грунты с различным расчетным сопротивлением.

В курсовом проекте расчет и конструирование ведется для 2-3 фундаментов.

Определение основных размеров фундаментов мелкого заложения на естественном основании.

Как правило, расчет ведется по второй группе предельных состояний, т.е. по деформациям.

Наиболее часто в практике используются ленточные и отдельно стоящие фундаменты. Основные размеры фундамента зависят от глубины заложения подошвы фундамента и площади подошвы.

Определение глубины заложения подошвы фундамента мелкого заложения

Глубина заложения подошвы определяется согласно п.п.5.5.1 – 5.5.10 СП 20.13330.2011 [4], [2] (с. 98-108), с учетом:

- глубины сезонного промерзания пучинистых грунтов;

- объемно-планировочных требований (устройство подвала, инженерных сетей, технологического оборудования …);

- геологических и гидрогеологических условий;

- величины и характера нагрузок.

Порядок определения глубины заложения подошвы фундамента:

3.1.1.1. Нормативная и расчетная глубины промерзания грунта определяются для заданного района согласно п.п. 5.5.2 – 5.5.4 СП 20.13330.2011. Глубина заложения подошвы должна быть больше глубины промерзания для пучинистых грунтов (пылеватые пески, супеси, суглинки, глины при J_l ³ 0,5), для непучинистых грунтов сезонное промерзание грунта не влияет на выбор глубины заложения подошвы.

3.1.1.2. Глубина заложения подошвы фундамента при устройстве подвала принимается так, чтобы отметка подошвы была бы на 50-60 см ниже отметки пола подвала из условия недопущения выпирания грунта, а также с учетом п.п. 5.5.5 – 5.5.10 [4].

3.1.1.3. Величина глубины заложения подошвы фундамента от поверхности спланированного рельефа отражается на геологическом разрезе. Анализируются свойства грунта, на который будет опираться подошва. Если ниже этого слоя близок грунт с более лучшими прочностными показателями, целесообразно заглубить фундамент в этот слой не менее чем на 20 см.

Одновременно надо не допускать заложение подошвы фундамента ниже уровня грунтовых вод. Иногда целесообразно выполнить понижение уровня вод.

Определение размеров подошвы фундамента мелкого заложения

Расчет ведется согласно разделов 5.6 и 5.7 [4].

Должно соблюдаться основное условие:

где р – среднее давление под подошвой фундамента Кпа, тс/м²;

N- нормативная нагрузка от веса сооружения и временных нагрузок на 1 п.м. ленточного фундамента или на отдельный фундамент, тс/п.м или кН/п.м; тс (кН);

A – площадь подошвы фундамента, м²; для ленточного фундамента А=1 _м х В _м

В – ширина ленты фундамента;

R – расчетное сопротивление грунта основания, определяемое по формуле (5.7) СП 22.13330.2011.

Последовательным подбором ширины подошвы фундамента добиваются соблюдения условия p≤R, причем разница между R и p может быть в пределах 10%.

Однако окончательно размеры подошвы фундамента уточняются после расчета осадок фундаментов (СП 22.13330.2011, п.п. 5.6.31 – 5.6.35, 5.6.41; 5.6.46 – 5.6.52).

Если в пределах основания есть подстилающий слой меньшей прочности, необходимо выполнить его проверку на прочность СП 22.13330.2011, Раздел 5.7; с.123-127 [2].

Если в результате проверки оказывается, что подстилающий слой не выдерживает напряжений от собственного веса грунта и от дополнительного давления, необходимо увеличить размер подошвы фундамента и провести повторную проверку прочности слоя согласно [2] (с.123-124).