Материал: 2037
DL до подошвы фундамента, где определяется Ri , при нали - чии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды – IIвзв ), кН/м3;
с – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа.
После определения Ri их численные значения показывают на схеме (рис.1). Здесь же приводят значения модулей деформации грунтов Еi.
На основе анал за полученных значений Ri должно быть сделано заключен е о характере распределения несущей способности грунтов по
|
глубине выделен грунт, обладающий максимальной несущей способно- |
||||||||||||||||||
|
стью. Так же необход мо послойно оценить сжимаемость грунтов по зна- |
||||||||||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
чению |
Еi , выделен сла ый грунт. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Пример решения |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Требуется: определ ть расчетное сопротивление грунтов основания |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
провести послойную их оценку. |
|
|
|
|
||||||||
|
решениюИсходные данные к |
задачи: отметки геологического разре- |
|||||||||||||||||
|
за основан я площадки строительства и физические характеристики |
||||||||||||||||||
|
грунтов основан |
|
я в та л.9,10. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 9 |
||
|
|
Отметки геологического разреза основания площадки строительства |
|||||||||||||||||
|
|
№ |
|
|
|
Подошва |
|
|
|
Подошва |
|
|
|
Уровень подземных |
|
||||
|
варианта |
|
первого слоя |
|
|
второго слоя |
|
|
вод |
|
|||||||||
|
|
основания |
|
|
основания |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
бА |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
12 |
|
|
|
-2,0 |
|
|
-6,0 |
|
|
|
|
-1,8 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 10 |
||
|
|
|
|
|
Физические характеристик грунтов основания |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
||||||||
|
№ варианта |
Номера слоев |
|
Плотность грунта |
|
Плотность |
, |
|
|
|
Коэффициент пористости е |
L |
|
||||||
|
|
3 |
|
|
|
s |
|
|
|
Показатель текучести, J |
|
|
|||||||
|
основания и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
II , т/м |
|
|
частиц грунта |
3 |
|
|
|
|
|||||||||
|
разновидность |
|
|
|
|
|
т/м |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
грунта |
|
|
по II группе II |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
||||
|
12 |
1.Супесь |
|
|
1,95 |
|
|
|
|
2,71 |
|
|
|
0,75 |
0,50 |
|
|
||
|
|
2.Суглинок |
|
|
1,96 |
|
|
|
|
2,69 |
|
|
|
0,65 |
0,50 |
|
|
||
|
|
3.Глина |
|
|
|
1,88 |
|
|
|
|
2,73 |
|
|
|
0,85 |
0,25 |
|
|
|
11
1. Классифицируем глинистые грунты по показателю текучести IL , табл.3: ИГЭ 1 супесь, IL=0,50 – пластичная; ИГЭ 2 суглинок, IL=0,50 – тугопластичный; ИГЭ 3 глина, IL=0,25 – полутвердая.
2. Выполняем расчет удельного веса грунта и удельного веса грунта во взвешенном состоянии, для каждого ИГЭ по формулам (1),(2):
С |
|
|
|
|
|
|
|
ИГЭ 1(супесь пластичная): |
|
|
|||||
|
II(1) |
II g = 1,95*9,81=19,13 кН/м3; |
|||||
|
взвII(1) |
9,81 |
2,71 1,0 |
|
=9,61 кН/м3. |
||
|
|
|
|||||
тугопластичный1 0,65 |
|
|
|||||
|
|
|
|
1 ,75 |
|
|
|
ИГЭ 2(сугл нок |
|
): |
|
|
|
||
|
II(2) |
II g = 1,96*9,81=19,23 кН/м3 ; |
|||||
б |
|
||||||
|
взвII(2) 9,81 |
2,69 1,0 |
=10,05 кН/м3. |
||||
|
А |
||||||
ИГЭ 3 (гл на полутвердая): II(3) II g |
= 1,88*9,81=18,44 кН/м3, т.к. |
||||||
IL 0,25, удельный вес с учетом взвешивающего действия воды не выполняем.
3. Определяем по та л.4,5,6 механические характеристики грун- |
|||
тов основания: |
|
Д |
|
|
|
|
|
ИГЭ 1 (супесь пластичная): |
|
|
|
при IL=0,50, e=0,75, по табл.5,6: |
И |
||
|
с=11 кПа, =210, Е=10МПа; |
||
ИГЭ 2(суглинок тугопластичный): |
|||
при IL=0,50, e=0,65, по табл.5,6: |
|||
|
с=28 кПа, =220, Е=19МПа; |
||
ИГЭ 3(глина полутвердая): |
|
||
при IL=0,25, e=0,85, по табл.5,6: |
|||
|
с=47 кПа, =180, Е=18МПа. |
||
4. Все исходные и полученные данные заносим на схему, рис.2.
12
DL 0.00
ИГЭ1 |
|
|
|
|
|
|
|
d1=1,50м |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
R1=118.74,кПа |
|
||||
|
упесь |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
h1=2,0м WL-1.8 |
Y |
=19.13,кН/м3 E1=10.0МПа |
|
|||||||
пластичная |
II(1)взв |
|
|
с1=11.0 кПа |
|
d2=2.0м |
||||||
IL=0.50 |
|
|
|
|
YII(1) |
=9.61кН/м3 |
1=21град |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R2=132.60,кПа |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ИГЭ2 |
|
|
|
-2.0 |
|
|
|
R3=315.36кПа |
|
|||
сугл |
нок |
|
|
Y |
=19.23,кН/м3 E2=19.0МПа |
|
||||||
Стугопласт чный h2=4,0м |
II(2) |
|
с2=28.0 кПа |
|
=6.0dм3 d4=7.0м |
|||||||
взв |
|
|
|
|||||||||
YII(2) 10.0кН/м3 |
2=22град |
|
||||||||||
IL=0.50 |
|
|
|
-6.0 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИГЭ3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
R4=645.31кПа |
|
||
гл на |
|
|
h3=1,0м |
YII(3) 18.44кН/м3 |
E3=18.0МПа |
|
||||||
|
|
с3=47.0 кПа |
|
|
||||||||
и |
|
|
|
|
|
|
||||||
полутвердая |
|
|
|
|
|
3=18град |
|
|
||||
IL=0.25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Рис.2 Схема к определению расчетного сопротивления грунтов основания |
|||||||||||
|
5. Определяем расчетное сопротивление грунта R1 |
на глубине |
||||||||||
d1=1,5 м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИГЭ 1. Супесь пластичная: IL=0.50; c1 |
= 1,2, c2 = 1,0 (по табл.7); |
||||||||||
kz= 1,0; d1=1,5 м; b= 1,0 м; Mγ, Mq, Mc – по табл.8; при φII |
= 21○: Mγ = |
|||||||||||
0,56; |
|
|
бА |
|
|
|||||||
Mq = 3,21; |
Mc = 5,84; СII=11 кПа. |
|
|
|
|
|||||||
II(1) |
– усредненный удельный вес грунта ниже подошвы фундамента |
|||||||||||
в пределах b/2. II(1)=15,32 кН/м3; |
|
|
|
|
|
|||||||
(19,13*0,3+9,61*0,2)/(0,2+0,3)=15,32 кН/м3 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
Д |
||||||
|
II(1) |
|
– удельный вес грунта выше подошвы фундамента =19,13 |
|||||||||
кН/м3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определяем расчетное сопротивление грунтов основания по |
|||||||||||
формуле (4): |
|
|
|
|
|
И |
||||||
R1 |
1,2 1,0 |
|
|
|
|
|
||||||
1,1 |
|
(0,56 1 1 15,32 3,24 1,5 19,13 5,84 11) |
180,86 кПа. |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6.Определяем расчетное сопротивление грунта R2 на глубине d2=2.0м. |
||||||||||||
|
ИГЭ 2. Суглинок тугопластичный: IL=0,50; c1 = 1,2, c2 = 1,1(по |
|||||||||||
табл.7); kz= 1,0 (по табл.7); d1=2,0 м; b= 1,0 м; Mγ, Mq, Mc – по табл.8; |
||||||||||||
при φII = 22○: Mγ = 0,61; |
Mq = 3,44; Mc = 6,04, СII=28 кПа. |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
взвII(1) – удельный вес грунта ниже подошвы фундамента=9,61 кН/м3;
II(1) |
|
– осреднённый удельный вес грунта выше подошвы фунда- |
||||||||
мента = |
1,80 19,13 0,20 9,61 |
=18,18кН/м3. |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
1,80 0,2 |
|
|
|
||
R |
1,2 1,0 |
(0,61 1 1 10,05 3,44 2,0 18,18 6,04 28) 327,34 кПа. |
||||||||
|
|
|||||||||
2 |
|
|
|
1,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. Определяем расчетное сопротивление грунта R3 |
на глубине |
|||||||||
d3=6,0 м. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
и |
= 1,25, c2 = 1,0 (по табл.7); |
|||||||||
ИГЭ 3. Гл на полутвердая: IL=0,25: c1 |
||||||||||
Сkz= 1,0; d3=6,0 м; b= 1,0 м; Mγ, Mq, Mc – по табл.8; при φII |
= 18○: Mγ = |
|||||||||
0,43; Mq = 2,73; Mc = 5,31;СII=47 кПа. |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
бА |
|
|||||
II(2) – удельный вес грунта ниже подошвы фундамента =18,44 кН/м3; |
||||||||||
II (2) |
– осреднённый удельный вес грунта выше подошвы |
|
||||||||
фундамента = |
1,80 19,13 0,20 9,61 4,0 10,0 |
=12,73кН/м3. |
|
|||||||
|
|
1,25 1,0 |
|
1,80 0,2 4,0 |
|
|
|
|||
R |
|
|
(0,43 1 1 18,44 2,73 6,0 12,73 5,31 47) 531,30 кПа. |
|||||||
3 |
|
|
|
1,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. |
Определяем расчетное сопротивление грунта R4 |
на глубине |
||||||||
d4=7,0 м. |
|
|
|
Д |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
ИГЭ 3. Глина полутвердая: IL=0,25: c1 |
= 1,25, c2 = 1,0 (по табл.7); |
|||||||||
kz= 1,0; d3=7,0 м; b= 1,0 м; Mγ, Mq, Mc – по табл.8; при φII |
○ |
|||||||||
= 18 : Mγ = |
||||||||||
0,43; Mq = 2,73; Mc = 5,31;СII=47 кПа. |
|
|
|
|||||||
II(3) – удельный вес грунта ниже подошвы фундамента =18,44 |
||||||||||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
И |
||
кН/м3; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
II(3) – осреднённый удельный вес грунта выше подошвы |
||||||||||
фундамента = |
1,80 19,13 0,20 9,61 4,0 10,0 1,0 18,44 |
=13,54кН/м3. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
1,80 0,2 4,0 1,0 |
|
|
|
|
R 1,25 1,0(0,43 1 1 18,44 2,73 7,0 13,54 5,31 47) 586,64 кПа; 1,1
Вывод: На основе анализа, полученных значений расчетного сопротивления грунта основания R1-4 и значений модуля деформации E1-3, можно сделать следующий вывод: грунт, обладающий максимальной несущей способностью – ИГЭ 3 (глина полутвердая, R4=586,64 кПа). Наибольшей сжи-
14
маемостью, исходя из послойного анализа значений модуля деформации, обладает ИГЭ 1 (супесь пластичная, E1=10,0 МПа).
ЗАДАНИЕ 2. Проектирование фундамента на естественном основании под колонну промышленного здания
Требуется: определить глубину заложения фундамента под колонну промышленного здания, рассчитать размеры подошвы фундамента с соотношен ем сторон l/b =1,2 – 1,6.
Исходные данные к выполнению задания. Схема грунтового осно-
вания уровень подземных вод принимается по заданию 1. В табл. 11
приведены значен я: |
нагрузки N /, |
момента M /y и горизонтального |
||||||||||||
|
|
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
на уровне обреза фундамента; среднесуточ- |
||||||||||||
|
|
F x действующ х |
||||||||||||
ная температура воздуха в помещении; размеры колонны; район про- |
||||||||||||||
ектирован я; |
здан е с ги кой конструктивной схемой, |
без подвала с |
||||||||||||
полами, устра ваемыми по грунту; схема к решению задачи рис. 3. |
||||||||||||||
усилия |
|
|
|
|
|
|
Таблица 11 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Варианты сочетан я нагрузок для расчета фундамента мелкого заложения |
||||||||||||||
под колонну промышленного здания |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
воздуха |
С |
колонны |
|
кН |
|
, кН |
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
, |
мм |
, |
|
/ |
|
кН·м |
|
||
|
|
|
|
|
/ x |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
, |
F |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
xb |
|
|
|
|
/ y , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
варианта№ |
|
бА |
|
Нагрузкауровнена обрезатаNф- |
|
Моментуровнена фундаментаобреза M |
|
||||||
|
Район строительства |
|
Среднесуточная |
температура |
помещениив |
Размеры |
|
Горизонтальное усилие |
|
|
|
|||
|
1 |
Барнаул |
|
|
20 |
|
500x400 |
25 |
|
750 |
|
130 |
|
|
|
2 |
Владимир |
|
|
15 |
|
600x400 |
20 |
|
700 |
|
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|||||
3 |
Омск |
|
|
12 |
|
500x400 30 600 |
100 |
|||||||
|
4 |
Новосибирск |
|
17 |
|
400x400 |
28 |
|
680 |
|
120 |
|
||
|
5 |
Москва |
|
|
16 |
|
600x400 |
35 |
|
740 |
|
140 |
|
|
|
6 |
Оренбург |
|
|
18 |
|
800x400 |
20 |
|
720 |
|
130 |
|
|
|
7 |
Екатеринбург |
|
16 |
|
500x400 |
30 |
|
730 |
|
100 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
||||
|
8 |
Саратов |
|
|
20 |
|
500x400 |
29 |
|
610 |
90 |
|
||
|
9 |
Томск |
|
|
15 |
|
800x400 |
35 |
|
735 |
95 |
|
||
|
10 |
Иркутск |
|
|
25 |
|
500x400 |
30 |
|
650 |
120 |
|
||
15