Вы здесь: Реконструкция деревянного дома =>Основания и фундаменты =>Расчетное сопротивление Пример

Расчетное сопротивление

Пример

Задача: определить сопротивление R основания столбчатого фундамента бесподвального деревянного здания :

    Ширина столбчатого фундамента b = 0,2 м, длина 0.4 м.
    Глубина заложения* подошвы фундамента от поверхности природного рельефа d = 0,6 м.
    Среднее давление под подошвой фундамента p = 100 кПа.
    Характеристики грунта под подошвой определяются для слоя грунта ниже подошвы фундамента z = b/2 = 0,1 м.
Основание сложено следующими слоями:
    I слой - песок средней плотности γ' = 16 кН/м3, h = 0,6 м.
    II слой - песок пылеватый, γ = 19,1 кН/м3, h = 1,09 м,
    III слой - песок пылеватый водонасыщенный γ = 20.3 кН/м3, φ = 30°, с = 3.

* - в общем случае глубина заложения определяется согласно главы 5.5 СП 22.13330.2012, однако (см. п.8.1 СП) малоэтажные жилые жилые здания могут возводиться на малозаглубленных, устраиваемых в слое сезоннопромерзающего грунта, и незаглубленных фундаментах. В этом случае глубина заложения фундамента должна назначаться так, чтобы выполнялось условие (1)

   По СП 22.13330.2011 предусмариваюся два возможных метода определения расчетного сопротивления грунтов: R при расчете оснований фундаментов по деформациям:
  1. По формуле (5.7) п.5.6.7 при использовании деформационных характеристик грунтов, полученных на основе их непосредственных испытаний в полевых и лабораторных условиях или по таблицам приложения Б в зависимости от их физических характеристик (для предварительных расчетов оснований сооружений I и II уровней ответственности, а также для окончательных расчетов оснований сооружений III уровня ответственности)
  2. по расчетным значениям сопротивления грунтов основания R0, приведенных в таблицах В.1-В.10 Приложения В для назначения размеров фундаментов в соответствии с указаниями разделов 5-6.

Решение

I. Определения расчетного сопротивлени R с использованием деформационных характеристик грунтов


   Значение R вычисляем на глубине заложения фундамента (см. 5.6.9), определяемой от уровня планировки срезкой d = 0.6 м; По таблице Б.1 находим для слоя II - влажного пылеватого песка, служащего основанием фундамента, при пористости грунта e = 0,61 по интеполяции, расчетные значения φII = 31,6 ° и cII = 4,8.
   Находим по таблице 5.5 для угла внутреннего грунта φII = 31,6° значения коэффициентов составляют - Mγ = 1,3, Mq = 6,18 и Mc = 8,43 и подставлем их в формулу:

R = γc1γc2[MγkzII + MqdIγ′II + (Mq - 1)dbγ′II + MccII]/k       (5.7)


    где γc1 и γc2 - коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4;
    k - коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта (φII и cII) определены непосредственными испытаниями, и k =1,1, если они приняты по таблицам приложения Б;
    Mγ, Mq, Mc - коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;
    kz- коэффициент, принимаемый равным единице при b<10 м; kz = z0/b + 0.2 при b ≥10 м (здесь z0 = 8 м);
    b- ширина подошвы фундамента, м (при бетонной или щебеночной подготовке толщиной hn допускается увеличивать на 2 hn);
    γII- осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3;
    γ′II - то же, для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м;
    cII- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (см. 5.6.10), кПа;
    dI - глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (5.8). При плитных фундаментах за dI принимают наименьшую глубину от подошвы плиты до уровня планировки;
    db - глубина подввала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м для сооружение с подвалом глубиной свыше 2 м принимают равным 2 м.

    dI = hs + hcfγcf / γ′II       (5.8)

    Здесь hs - толщина слоя грунта вышы подошвы ффундамента со стороны подвала, м;
    hcf - толщина конструкции пола подвала, м;
    γcf - расчетное значение удельного веса конструкции подвала,кН/м3;
    При бетонной или щебеночной подготовке толщиной hn допускается увеличивать dI на hn.

Коэффициент условий работы γc1, принимаемый по таблице 5.4, для песка пылеватого влажного равен 1,1;
Согласно примечанию 2 к таблице 5.4 для зданий с гибкой конструктивной схемой, которым относятся деревянные дома, значение коэффициента γc2 принимается равным единице.
   Результьты определения расчетного значения сопротивления грунта основания фундамента R и значения величин, входящих в формулу (5.7), приведены в ниже следующей таблице.

R.
кПа
γc1 γc2 Mγ kz b,
м
γII,
кН/м3
Mq d1,
м
γ'II,
кН/м3
Mc cII,
кПа
k
105 1,1 1 1,3 1 0,2 18,9 6,18 0,6 18,6 8,43 4,8 1,1

II. Определения R с использованием значений расчетного сопротивления грунтов R0

   Значения R0 (см.таблицы В.1 - В.9) относятся к фундаментам с шириной b0 = 1 м и глубиной заложения d0 = 2 м. При использовании значений для предварительного назначения размеров фундаментов в соответствии с указаниями 5.6.12, 6.1.9, 6.4.19, 6.5.16, 6.6.15, 7.5 расчетное сопротивление грунта основания , кПа, допускается определять по формулам:


при d ≤ 2 м

R = R0[1 + k1(b - b0)/b0](d + d0)/(2d0) ; (B.1)

при d > 2 м

R = R0[1 + k1(b - b0)/b0] + k2γ 'II(d - d0), (B.2)

где

    b и d - соответственно ширина и глубина заложения проектируемого фундамента, м (см);
    ϒ'II - расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3 (кгс/см3);
    k1 - коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, k1 = 0,125, пылеватыми песками , супесями, суглинками и глинами k1 = 0,05;
    k2 - коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, k2 = 0,25, супесями и суглинками k2 = 0,2 и глинами k2 = 0,15.
(См. основные показатели свойств грунтов)

   Результьты определения расчетного значения сопротивления грунта основания фундамента R и значения величин, входящих в формулу (B.1), приведены в ниже следующей таблице.

R. кПа R0. кПа k1 b, м b0, м d, м d0, м
94 150 0,05 0,2 1,0 0,6 2,0

Таким образом, использование прочностных характеристик грунта приводит, как правило, к уменьшению размеров фундамента и обеспечивает большую достоверность и надежность.

Наверх