Расчёт и конструирование фундаментов под здание химической лаборатории

 – толщина i-го слоя грунта, м.

 м           кПа

 м           кПа

 м           кПа

 м           кПа

  кН

Расчетная нагрузка Р, допускаемая на сваю, определяеться в зависимости:

 где:

  - коэффициент надежности, принимаемый  равным 1.4.

 кН

Определяем количество свай:

= шт

Определение напряжений в грунте и плоскости острия свай.

Свайный фундамент рассматривается как условный грунтосвайный массив на естественном основании, контур которого определяется:

• Сверху – поверхностью планировки грунта
• Снизу – плоскостью, проходящей через концы свай
• С боков – вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней свай крайних рядов на расстоянии:

, где:

                         - расчетная длина свай;

- средневзвешанный угол внутреннего  трения слоев грунта в пределах длины свай:

 

- Сторона подошвы массива:

=1.5+0.25+2 0.464=2.678 м

- Площадь подошвы массива:

- Объем грунтосвайного массива: м3

- Вес грунтосвайного массива: , где

  .685 т - вес ростверка,

  - вес свай.

 

Сжимающая сила на основание к подошве массива:

 кН

 Давление под подошвой массива:

 кН/м2

Определяем по формуле расчетное давление на грунт:

  м2

Где: bм – ширина массива

 dм – глубина заложения массива.

 

  м2 < 1388.05 м2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Вычисления осадки фундамента

 

Расчет осадки фундамента производится по формуле:

 , где

 – конечная осадка отдельного фундамента, определяемая расчетом;

 – предельная величина деформации  основания основания фундамента  зданий и сооружений, принимая  по СНиП 2.02.01-83*;

Определяем осадку методом послойного суммирования. Расчет начинается с построения эпюр природного и дополнительного давлений.

Формула для определения напряжений от собственного веса грунта в i – характерной точке выглядит так:

 

Ординаты эпюры природного давления грунта:

 , где:

  - удельный вес грунта i-го слоя, кН/м3;

 – толщина слоя грунта, м     

  т/ м3

 кН/м3

 кН/м3

 кН/м3

 кН/м3

  кН/м3   - удельный вес грунта, залегающего ниже уровня грунтовых вод. 

 кН/м3

Ординаты эпюры природного давления откладываем влево от оси симметрии.

Дополнительное вертикальное напряжение для  любого сечения, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяеться по формуле:

 , где

- коэффициент, учитывающий изменение дополнительного напряжения по глубине, принимаемой  приложению 2 СНиП 2.02.01-83* в зависимости от относительной глубины (отношение расстояния от подошвы фундамента до точки в которой ищем дополнительное давление, к половине ширины фундамента).

  кПа

  кПа – дополнительное  вертикальное напряжение под подошвой фундамента, создаваемое под сечением I-I;

 кПа - дополнительное  вертикальное напряжение под подошвой фундамента, создаваемое под сечением II-II.

Расчет осадки отдельного фундамента на основании в виде упругого линейно – деформируемого пространства  с условным ограничением величины сжимаемой зоны производиться  по формуле

 b - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

szp,i - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

hi и Еi - соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;

n - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

 

 

 

Расчет осадки фундамента в сечении I – I

Z, м		α
0.0	0.000	1.000	46.440
0.6	0.769	0.8124	37.728
1.2	1.538	0.473	21.966
1.8	2.308	0.2752	12.780
2.4	3.077	0.1726	8.016
3.0	3.846	0.1168	5.424
3.6	4.615	0.0835	3.878
4.2	5.385	0.0628	2.916
4.8	6.15	0.0488	2.266
5.4	6.923	0.0388	1.802
6.0	7.692	0.0313	1.454

Расчет осадки фундамента в сечении II – II

Z, м		α
0.0	0.000	1.000	43.27
0.6	0.769	0.8124	35.153
1.2	1.538	0.473	20.467
1.8	2.308	0.2752	11.908
2.4	3.077	0.1726	7.468
3.0	3.846	0.1168	5.054
3.6	4.615	0.0835	3.613
4.2	5.385	0.0628	2.717
4.8	6.15	0.0488	2.112
5.4	6.923	0.0388	1.679
6.0	7.692	0.0313	1.355

 

Для сечения I – I

Осадка фундамента составит:

I слой: S=

II слой: S=

Sоб= 0.002+0.0025=0.0045 м=0.45см

0.45см<8см

 

Для сечения II – II

Осадка фундамента составит:

I слой: S=

II слой: S=

Sоб= 0.0018+0.0024=0.0042м=0.42см

0.42см<8см

Осадка  в обоих случаях допустимая.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.  Рекомендации по производству работ

 

1. Перед началом земляных работ необходимо произвести подготовительные работы:

     а) вынести оси здания за пределы траншей;

     б) очистить территорию от растительности;

     в) произвести при помощи легких иглофильтрованных установок   понижение уровня грунтовых вод;

     г) произвести при помощи бульдозера срезку растительного слоя.

2. После проведения работ  подготовительного характера приступаем к основным работам по устройству траншей:

     а) разработка грунта  при помощи экскаватора, оборудованного  обратной лопатой, с погрузкой  его в транспортное средство для вывоза из траншеи;

     б) раскладка части  грунта по всему периметру здания для обратной засыпки пазух;

     в) зачистка дна котлована вручную.

3. Приступаем к работам по  устройству фундаментов

Фундамент мелкого заложения (стакан под колонну):

     а) разбивки осей сооружения и их привязки к местности;

     б) монтаж фундаментов плиты в проектное положение с помощью крана КБ-100;

     в) устройство цементной  постели на плите;

     г) устройство стакана с помощью крана КБ-100;

     д) сварка закладных деталей.

Свайных:

     а) разметка расположения свай

     б) забивка свай при  помощи копровой установки

     в) срезка голов свай  и устройство подготовки

     г) установка опалубки  и арматуры ростверка

     д) бетонирование при  помощи бетонных насосов

     е) электропрогрев при  помощи твердого бетона

4. После завершения работ по устройству фундаментов производиться их гидроизоляция битумной мастикой и обратная засыпка грунта.

 

7.  Гидроизоляция фундамента

 

 

 Одним из важных условий сохранности и целостности дома является гидроизоляция фундамента. Стены и полы подвалов, независимо от расположения грунтовых вод, необходимо изолировать от просачивающихся через грунт поверхностных вод, а также от капиллярной грунтовой влаги, поднимающейся вверх. В подвальных помещениях, при расположения уровня грунтовых вод ниже пола подвала, достаточной гидроизоляцией пола служит его бетонная подготовка и выполненный по ней водонепроницаемый пол, а гидроизоляцией стен - покрытие поверхности, соприкасающейся с грунтом, двумя слоями горячего битума. Если уровень грунтовых вод находится выше уровня подвала, в этом случае создается напор воды тем больший, чем больше разность уровней пола и грунтовых вод. В связи с этим для гидроизоляции стен и пола подвала необходимо создать оболочку, которая могла бы сопротивляться воздействию гидростатического давления.

Рис.1 
1 - слой нагрузочного бетона; 
2 - бетонная подготовка; 
3 - рулонная гидроизоляция; 
4 - мятая жирная глина 250 мм; 
5 - кладка из кирпича-железняка на цементном растворе 120 мм; 
6 - двойной слой битума

 

   Когда уровень грунтовых вод расположен не выше 0,2 м от пола подвала, гидроизоляция пола и стен подвала устраивается следующим образом. После обмазки стен битумом устраивают глиняный замок, то есть до отсыпки траншеи забивают вплотную к наружной стене подвала мятую жирную глину. Бетонную подготовку пола также укладывают по слою мятой жирной глины. При высоте уровня грунтовых вод от 0,2 до 0,5 м применяют оклеечную гидроизоляцию из двух слоев рубероида на битумной мастике (Рис.1). Изоляцию укладывают по бетонной подготовке пола, поверхность которой выравнивают слоем цементного раствора или асфальта. 
Поскольку конструкция пола должна выдерживать достаточно большое гидростатическое давление снизу, поверх изоляции укладывают нагрузочный слой бетона, который своим весом уравновешивает давление воды. С внешней стороны стен наклеивают изоляцию на битумной мастике и защищают кладкой из кирпича-железняка в 1/2 кирпича на цементном растворе и слоем мятой жирной глины толщиной 250. 
 Оклеечную изоляцию наружных стен подвала располагают на 0,5 м выше уровня грунтовых вод, учитывая его возможное колебание.Если уровень грунтовых вод расположен выше пола подвала более чем на 0,5 м, то поверх гидроизоляции пола, выпоняемой из трех слоев рубероида или гидроизола, устраивают железобетонную плиту (Рис.2). Плиту заделывают в стену подвала, которая, работая на изгиб, воспринимает гидростатическое давление грунтовых вод.  
   При высоком уровне грунтовых вод устройство наружной гидроизоляции иногда вызывает затруднения. В таких случаях ее выпоняют по внутренней поверхности стен подвала (Рис.3). Гидростатический напор воспринимается специальной железобетонной конструкцией - кессоном.

 
Рис.2 
1 - бетонная подготовка; 
2 - железобетонная плита; 
3 - рулонная гидроизоляция; 
4 - мятая жирная глина 250 мм; 
5 - кладка из кирпича-железняка на цементном растворе 120 мм; 
6 - двойной слой битума

 

 

 
Рис.3 
1 - рулонная изоляция; 
2 - бетонная подготовка; 
3 - цементный слой; 
4 - цементная стяжка; 
5 - железобетонная коробчатая конструкция (кессон); 
6 - чистый пол; 
7 - цементная штукатурка по битумной обмазке; 
8 - гидроизоляция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

 

1. СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений»;
2. СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты»;
3. СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»;
4. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».
5. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты (включая специальный курс инженерной геологии).- 2-е изд. перераб. и доп.  - Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1988. - 415 с.
6. http://www.hou.ru/fun6.htm