1.Конфигурация рассматриваемого здания.



2.Исходные данные.

Проектируемое здание, строится в г. Абакане. Район строительства относится к климатической зоне IB, который имеет следующие характеристики:

-среднемесячная температура наиболее холодного месяца (январь) от –14 ˚С до –28 ˚ С [4];

-среднемесячная температура наиболее жаркого месяца (июль) от +12 ˚С до +21 ˚С [4];

-средняя скорость ветра за 3 зимних месяца 5 м/с и более [4];

-температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 = -40 ˚С [4];

-средняя температура наружного воздуха при отопительном периоде -9,7˚С [4]

-зона влажности района – сухая, приложение 1 [4]

-снеговой район ІІІ, карта 1[3]

-вес снегового покрова - 1,0 кПа т. 4 [3]

-ветровой район ІІІ, карта 3, скоростной напор ветра - 0,38 кПа, т. 5 [3]
Физико-механические свойства грунтов

N п/п	Глубина залегания, м	Мощность слоя, м	Наименование грунта	γ, кН/м3	Е, МПа	φ, град	с, кПа
1	2,4	2,4	Суглинок	19,6	11	23	0,034
2	5	2,6	Глина	20	12	18	0,057
3	6,8	1,8	Песок	19	30	38	0,002
4	8,4	1,6	ГПС	19,5	40	40	0,001
5	▼	▼	Супесь	20,1	10	24	0,013

Вывод: принимаем в качестве основания для фундаментов на естественном основании глину.

3. Проектирование фундамента мелкого заложения

3.1 Расчет глубины заложения.

На участке согласно геологическим изысканиям залегает глина, которая и являются основанием для ленточного сборного фундамента.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов d_fn=2,9м.

1.Данные о грунтах:

-2,4м суглинки,

-2,6м глина

-уровень грунтовых вод d_w=5,0м

2.Определяем расчетную глубину промерзания грунтов по ф.3 СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений.

d_f=k_h* d_fn, ф.3 , где

k_h=0,5 – коэффициент, учитывающий тепловое влияние сооружений, принимается по т.1 [5];

d_f=0,5*3,0=1,5

3.Определяем зависимость глубины заложения фундаментов от уровня грунтовых вод d_w=5,0м по т.2 [ 5 ]

d_f+2=1,5+2 =3,5

d_w=5,0>d_f+2=3,5
Следовательно, глубина заложения фундаментов при глинах и d_w>d_f+2 должна быть не менее d_f=1,5м.Учитывая, что здание с подвалом, принимаем глубину заложения фундаментов конструктивно 3,5м.



3.2 Расчет ширины подошвы фундамента.

3.2.1. Определение ориентировочных размеров подошвы фундаментов.

, (м²)

где R₀=300(кПа) т.3 приложение 3[ 5 ]

γ_с =19,6кН/м³ – среднее значение плотности фундамента и грунта на его уступах.



Принимаем b=1,6м.

Принимаем фундаментную плиту Ф16
3.2.2.Определение среднего давления на основание



где N нагрузка на погонный метр фундамента; А – площадь подошвы фундамента при длине 1м;

3.2.3. Определение расчетного давления (сопротивления) грунта R по формуле 7[5].



γ_с1=1,2; γ_с2=1,1 т.3[ 3 ] – коэффициенты условия работы

к_z=1 если b≤10м, b=1,2м – меньший размер ширины подошвы

С_II=C_n=0,057мПа

φ_II=φ_II⁰=18⁰

M_γ=0,43; М_g=2,73; М_с=5,31 по табл.4 [5] в зависимости от φ_II=18⁰

d_b= 3,48-1,28=2,2м





3.2.4Проверка условий пункта 2.49 [5].

Среднее давление под подошвой фундамента должно быть не более расчетного давления. Р≤R

Р=0,293мПа≤R=0,466мПа

Условие выполнено

3.3 Расчёт осадок.

Осадку определяем по формуле где:

=αР_ср;

Е_i – модуль упругости слоя

α- коэффициент определяемый по табл. 1 [5]

h_i= 0,4м - толщина единичного слоя;



Расчёт осадок производим в табличной форме.

hi, м	γi, кН/м³	σzgi, мПа	Σσzgi, мПа	αi	σzi, мПа	σzgic, мПа	Si, м
1,6	19,6	0,0314	0,031	-	-	0,006	-
1,1	20	0,0220	0,053	-	0,293	0,011	-
0,4	20	0,0080	0,061	0,918	0,269	0,012	0,009
0,4	20	0,0080	0,069	0,542	0,159	0,014	0,007
0,4	20	0,0080	0,077	0,375	0,110	0,015	0,004
0,1	20	0,0020	0,079	0,326	0,096	0,016	0,001
0,4	19	0,0115	0,091	0,227	0,067	0,018	0,001
0,4	19	0,0115	0,102	0,160	0,047	0,020	0,001
0,4	19	0,0115	0,114	0,117	0,034	0,023	0,001
0,4	19	0,0115	0,125	0,090	0,026	0,025	0,000
0,2	19	0,0058	0,131	0,079	0,023	0,026	0,000
0,4	19,5	0,0117	0,143	0,064	0,019	0,029	-
0,4	19,5	0,0117	0,155	0,052	0,015	0,031	-
0,4	19,5	0,0117	0,166	0,043	0,013	0,033	-
0,4	19,5	0,0117	0,178	0,036	0,011	0,036	-
0,4	19,5	0,0117	0,190	0,031	0,009	0,038	-
0,4	19,5	0,0117	0,202	0,027	0,008	0,040	-
0,4	19,5	0,0117	0,213	0,023	0,007	0,043	-
						S=	0,0198

Сравнение фактической осадки фундамента с нормативной:

< прил 4 [5].

Уменьшаем ширину подошвы фундамента до 0,3 м и повторяем расчет осадок. Для обеспечения несущей способности грунта применяем подготовку из уплотнённого щебня шириной 1,2м. Высоту подготовки определяем из условия распределения напряжений под углом :


Определение среднего давления на основание



Расчёт осадок

hi, м	γi, кН/м³	σzgi, мПа	Σσzgi, мПа	αi	σzi, мПа	σzgic, мПа	Si, м
1,6	19,6	0,0314	0,031	-	-	0,006	-
1,1	20	0,0220	0,053	-	1,173	0,011	-
0,4	20	0,0080	0,061	0,428	0,502	0,012	0,028
0,4	20	0,0080	0,069	0,180	0,211	0,014	0,012
0,4	20	0,0080	0,077	0,099	0,116	0,015	0,005
0,1	20	0,0020	0,079	0,088	0,103	0,016	0,001
0,4	19	0,0115	0,091	0,081	0,095	0,018	0,001
0,4	19	0,0115	0,102	0,078	0,091	0,020	0,001
0,4	19	0,0115	0,114	0,073	0,085	0,023	0,001
0,4	19	0,0115	0,125	0,065	0,077	0,025	0,001
0,2	19	0,0058	0,131	0,061	0,072	0,026	0,000
0,4	19,5	0,0117	0,143	0,059	0,069	0,029	0,001
0,4	19,5	0,0117	0,155	0,055	0,065	0,031	0,001
0,4	19,5	0,0117	0,166	0,052	0,060	0,033	0,001
0,4	19,5	0,0117	0,178	0,049	0,057	0,036	0,001
0,4	19,5	0,0117	0,190	0,045	0,053	0,038	0,001
0,4	19,5	0,0117	0,202	0,039	0,046	0,040	0,001
0,4	19,5	0,0117	0,213	0,028	0,033	0,043	0,001
						S=	0,045

Сравнение фактической осадки фундамента с нормативной:

< прил 4 [5].

Окончательно принимаем фундамент шириной 0,3м из блоков ФС24.3.6 со щебёночной подготовкой 1,2×0,45 м
4.Проектирование свайных фундаментов.

4.1.Выбор типа и сечения сваи.

Принимаем железобетонные забивные сваи квадратного сечения 300х300 мм, марки С4,5-25

4.2.Назначаем глубину заложения ростверка.

Ростверк устраиваем с тем условием, чтобы верх его был на уровне пола подвала. Отметка низа ростверка находится: -3,680-0,300=-3,980м.
4.3.Определение несущей способности забивной сваи.

Длина сваи l=4,5м, при забивке часть длины сваи (0,25м) по технологическим требованиям оставляется над поверхностью. Длина сваи в грунте 4,5-0,5=4м.

Несущую способность определяем по формуле



где -несущая способность сваи;

=1 – коэффициент условий работы сваи в грунте;

R=300 кПа (для песков гравелистых) – расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи т. 1[4];

А=0,25*0,25=0,0625м² – площадь опирания сваи на грунт;

_i - расчётное сопротивление i -того слоя грунта т.2 [4];

- толщина i -того слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи;

U=0,25*4=1м – наружный периметр сваи;

= 1 и =1 по т.3 [4].


Расчёт производим в табличной форме.

hi, м	fi, мПа	γcf×fi×hi
1,3	0,3	0,3900
1,8	0,3	0,5400
0,9	0,3	0,2700
	Σγcf×fi×hi	1,2000

4.4. Определение количества свай

шт. где:

- вес ростверка со стаканом

=1,25 – коэффициент надёжности.

Принимаем 4 сваи

Схема расположения свай в ростверке


4.5.Расчёт осадок.

4.5.1 Определяем размеры условного фундамента



с=htg(j_II,mt)=4tg8,11⁰=0,57м

;

где h = 4м– длина сваи в грунте;

h_i– толщина i –того слоя грунта;

-угол внутреннего трения i-того слоя.

Осадку определяем как для фундамента с шириной подошвы b=2c+2d+4d= 1,14+0,5+1=2,64м.

4.5.2 Определяем начальное давление под подошвой фундамента:



Расчёт осадок свайного фундамента.

hi, м	γi, кН/м³	σzgi, мПа	Σσzgi, мПа	αi	σzi, мПа	σzgic, мПа	Si, м
1,6	19,6	0,031	0,031	-	-	0,006	-
2,4	20	0,048	0,079	-	-	0,016	-
1,8	19	0,034	0,114	-	-	0,023	-
0,9	19,5	0,018	0,131	-	-	0,026	-
0,4	19,5	0,008	0,139	-	0,303	0,028	0,006
0,4	19,5	0,008	0,147	0,98	0,297	0,029	0,005
0,4	19,5	0,008	0,155	0,703	0,213	0,031	0,004
0,4	19,5	0,008	0,162	0,625	0,189	0,032	0,004
0,05	19,5	0,001	0,163	0,592	0,179	0,033	0,001
0,4	20,1	0,008	0,171	0,586	0,178	0,034	0,003
0,4	20,1	0,008	0,179	0,469	0,142	0,036	0,003
0,4	20,1	0,008	0,187	0,409	0,124	0,037	0,002
0,4	20,1	0,008	0,195	0,288	0,087	0,039	0,002
0,4	20,1	0,008	0,203	0,213	0,065	0,041	0,001
0,4	20,1	0,008	0,212	0,201	0,061	0,042	0,001
0,4	20,1	0,008	0,220	0,188	0,057	0,044	0,001
0,4	20,1	0,008	0,228	0,143	0,043	0,046	0,001
0,4	20,1	0,008	0,236	0,127	0,038	0,047	-
0,4	20,1	0,008	0,244	0,109	0,033	0,049	-
0,4	20,1	0,008	0,252	0,096	0,029	0,050	-
0,4	20,1	0,008	0,260	0,085	0,026	0,052	-
						S=	0,027

Сравнение фактической осадки фундамента с нормативной: S=28мм < прил. 4 [1]; фактическая осадка меньше нормативной, свайный фундамент запроектирован верно.

5. Расчет котлована.

Отметка дна котлована -3,980 м

Угол откоса котлована принимаем равным наименьшему углу внутреннего трения грунта. Для глины .

Определяем ширину откоса




СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. 
   СНиП 2.08.01-89* Общественные здания и сооружения.- М.: Госстрой России, ФГУП ЦПП, 2002
   
2. 
   ГОСТ 21.501-93 Правила выполнения архитектурно-строительных чертежей.- М.: Госстрой России, ГП ЦНС, ГУП ЦПП, 1998
   
3. 
   СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» М, 1985
   
4. 
   СНиП 23.01-99* Строительная климатология. -М.: Госстрой России, ФГУП ЦПП, 2003
   
5. 
   СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений. М.: ЦИПТ Госстрой, 1995