Краткая характеристика здания
Объект строительства – общественное здание. Размеры в осях 36000х27000, высота этажа 6 м., высота парапета 36,8 м. Здание запроектировано в соответствии с унифицированным типовым решением в виде каркасного (рамно-связевый каркас) из сборных железобетонных элементов – колонн, защемленных в фундаменты, ригелей, плит перекрытия. Колонны железобетонные, сплошного сечения размером 600х600 мм. Ограждающие конструкции – навесные ж/б панели из бетона g=1000кН/м3, толщина 240 мм. Вертикальное остекление соответствует нормам освещения.
В осях 1-7 и А-Б находится подвал, находящийся на отметке -2,40м. Пространственная жесткость здания обеспечивается в поперечном направлении ригелями каркаса, а в продольном – плитами перекрытия.
Полы в здании по кирпичным столбикам.
В соответствии прил.3 [1], для гражданских многоэтажных зданий с полным железобетонным каркасом относительная разность осадок (ΔS/L)u равна 0,002, максимальная осадка Smax,u равна 10 см, крен не допускается.
Район строительства г. Кострома. В соответствии со СНиП 23-01-99, сумма средних отрицательных температур Mt равна 41,7 0С.
Отметка пола ± 0,000 .
1.2. Определение физико-механических характеристик грунтов.
Определение физико-механических характеристик грунтов производится отдельно для каждого слоя грунта по известным формулам механики грунтов. Исходными данными служат данные геологических изысканий (литологическое описание и размеры слоев грунта в пределах скважины или шурфа, а также расчетные характеристики грунтов каждого слоя, определяемые лабораторными или полевыми испытаниями).
Исходные данные и результаты расчета представлены в табл. 1.
Слой № 1:
Супесь зелено-бурая легкая.
Слой мощностью 0,3 – 0,4 м.
Отметка поверхности max = 116,00 м.
Отметка поверхности min = 114,50м
Удельный вес сухого грунта (скелета грунта) определяем по формуле:
[т/м3] – грунт средней плотности.
Коэффициент пористости грунта определяем по формуле:
.
Число пластичности грунта определяем по формуле:
.
Число текучести грунта определяем по формуле:
пластичный грунт
Коэффициент сжимаемости грунта определяем по формуле:
[см2/кг];
β = 0,74 – для супеси (- коэф., учитывающий невозможность бокового расширения); прил. 7 [1]. По коэффициенту сжимаемости грунт можно отнести к малосжимаемому по прил.6 [1].
Степень влажности грунта определяем по формуле:
- грунт непросадочный,
следовательно, коэффициент просадочности определять не требуется..
Вывод: супесь непросадочная, пластичная, малосжимаемый.
Слой № 2:
Суглинок тяжелый с включением гравия.
Слой мощностью от 3,0 м до 3,3 м
Отметка поверхности max = 115,70 м
Отметка поверхности min = 111,50 м
Удельный вес сухого грунта (скелета грунта) определяем по формуле:
[т/м3] – грунт средней плотности.
Коэффициент пористости грунта определяем по формуле:
.
Число пластичности грунта определяем по формуле:
Число текучести грунта определяем по формуле:
твердый грунт
Коэффициент сжимаемости грунта определяем по формуле:
[см2/кг];
β = 0,62 – для суглинка (- коэф., учитывающий невозможность бокового расширения); прил. 7 [1]. По коэффициенту сжимаемости грунт можно отнести к малосжимаемому по прил.6 [1].
Степень влажности грунта определяем по формуле:
- грунт непросадочный,
следовательно, коэффициент просадочности определять не требуется.
Вывод:суглинок непросадочный, твердый, малосжимаемый, может служить естественным основанием для возводимого здания.
Слой № 3:
Песок средней крупности светло-серый.
Слой мощностью от 1,0 м до 1,8 м.
Отметка поверхности max = 112,60м.
Отметка поверхности min = 103,50 м.
Определяем gd – удельный вес сухого грунта:
;
( 1,6 т/м3 ) – грунт средней плотности.
Коэффициент пористости грунта определяем по формуле:
.
Грунт можно использовать в качестве естественного основания.
Коэффициент сжимаемости грунта определяем по формуле:
[см2/кг];
β = 0,8 – для песка (- коэф., учитывающий невозможность бокового расширения); прил. 7 [1]. По коэффициенту сжимаемости грунт можно отнести к мало сжимаемому по прил.6 [1].
Степень влажности грунта определяем по формуле:
Вывод: песок, средней плотности, малосжимаемый, непросадочный, может служить
естественным основанием. Слой не пройден
Слой № 4:
Суглинок пылеватый с линзами песка и гравия.
Слой мощностью от 9,4 м до 10,6 м.
Отметка поверхности max = 113,30 м.
Отметка поверхности min = 100,0 м.
Определяем gd – удельный вес сухого грунта:
;
( 1,539 т/м3 < 1,6 т/м3 ) – грунт средней плотности.
Коэффициент пористости грунта определяем по формуле:
.
Грунт можно использовать в качестве естественного основания.
Число пластичности грунта определяем по формуле:
.
Число текучести грунта определяем по формуле:
.
Коэффициент сжимаемости грунта определяем по формуле:
[см2/кг];
β = 0,62 – для суглинка (- коэф., учитывающий невозможность бокового расширения); прил. 7 [1]. По коэффициенту сжимаемости грунт можно отнести к малосжимаемому по прил.6 [1].
Степень влажности грунта определяем по формуле:
- грунт непросадочный,
следовательно, коэффициент просадочности определять не требуется.
Вывод: суглинок пылеватый, средней плотности, непросадочный, малосжимаемый, мягкопластичный, может служить естественным основанием. 
Слой не пройден.
Таблица 1
| Гранулометрический состав, %, мм | Заданные расчетные характеристики | Вычисляемые расчетные характеристики | ||||||||||||||||||||||||||
| № слоя | крупнее 10 | 10-2 | 2-1 | 1-0,5 | 0,5-0,25 | 0,25-0,1 | 0,1-0,05 | 0,05-0,01 | 0,01-0,005 | менее 0,005 | γS, т/м3 | γII, т/м3 | ω | ωР | ωL | φII, град | сII, кг/см2 | Е, кг/см2 | k, см/с | γd, т/м3 | n | e | IР | IL | mv, см2/кг | Sr | eL | Iss |
| 1 | 0 | 0 | 2 | 40 | 10 | 4 | 23 | 8 | 10 | 3 | 2,67 | 1,82 | 0,16 | 0,12 | 0,18 | 21 | 0,11 | 100 | 5х10 -5 | 1,568 | - | 0,702 | 0,06 | 0,66 | 0,0074 | 0,608 | - | - |
| 2 | 7 | - | 3 | 10 | 8 | 10 | 12 | 17 | 13 | 20 | 2,71 | 2,15 | 0,15 | 0,27 | 0,41 | 26 | 0,47 | 240 | 23х10-7 | 1,869 | - | 0,449 | 0,14 | -0,85 | 0,0025 | 0,905 | - | -- |
| 3 | 1 | 1 | 10 | 12 | 32 | 15 | 10 | 10 | 8 | 1 | 2,65 | 2,0 | 0,25 | - | - | 35 | 0,01 | 250 | 3х10 -2 | 1,6 | - | 0,656 | - | - | 0,0032 | 1,009 | - | -- |
| 4 | 0 | 0 | 0 | 8 | 12 | 13 | 32 | 20 | 15 | 18 | 2,71 | 1,94 | 0,26 | 0,19 | 0,32 | 18 | 0,2 | 120 | 5х10 -7 | 1,539 | - | 0,76 | 0,13 | 0,53 | 0,0051 | 0,927 | -- | -- |
1.3. Проверку наличия слабого подстилающего слоя.
Для проверки слабого подстилающего слоя необходимо сравнить заданную характеристику Е - коэффициент деформации каждого нижележащего слоя, по сравнению с предыдущим верхним. Уменьшение коэффициента указывает на наличие слабого подстилающего слоя.
Для рассматриваемого случая:
Таблица 2
| № | Мощность слоя, м | Название грунта | Расчетные характеристики грунта |
| 0,5 | Супесь зелено-бурая легкая | Е=100 кг/см2 j2=21º c=0,11 кг/см2 | |
| 3,3 | Суглинок тяжелый с включениями гравия | Е=240 кг/см2 j2=26º c=0,47 кг/см2 | |
| 1,8 | Песок средней крупности светло-серый | Е=250 кг/см2 j2=35º c=0,01 кг/см2 | |
| 9,4 | Суглинок пылеватый с линзами песка и гравия | Е=120 кг/см2 j2=18º c=0,2 кг/см2 |
Вывод:
Исходя из расчетных характеристик, по отношению к третьему рассматриваемому слою четвертый подстилающий слой является слабым.
1.4. Климатические особенности.
Район строительства г. Кострома, данные по отрицательным среднемесячным температурам взяты из СНиП 2.01.01-82 “Строительная климатология” и равны:
Январь –11,8 ºС; февраль – 11,3ºС; март – 6ºС; ноябрь – 3,6 ºС; декабрь – 9ºС.
Нормативную глубину сезонного промерзания грунтов определяем по формуле:
= 0,28 м – величина, принимаемая для песков супеси;
=0,23 м – величина, принимая для суглинка.
- безразмерный коэффициент, равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе [2].
.
,
Где 
м
1.5. Общее заключение по строительной площадке.
Площадка расположена в городе Кострома. Размеры площадки 60х50 м. Характер рельефа спокойный, с абсолютными отметками 115-116 м. На площадке пробурено 5 скважин. При бурении были вскрыты следующие грунты:
1.Супесь зелено-бурая легкая мощностью 0,3-0,5 м. Пластичная, непросадочная.
2. Суглинок тяжелый с включениями гравия мощностью 3-3,3 м, может служить естественным основанием. Твердый, непросадочный.
3. Песок средней крупности светло-серый мощностью 1-1,8 м, непросадочный, может служить естественным основанием.
4. Суглинок пылеватый с линзами песка и гравия мощностью 9,4-10,6 м, мягкопластичный, непросадочный, может служить естественным основанием.
На глубине 3-3,3 м от поверхности, обнаружена подземная вода, химически неагрессивная по отношению к бетону.
Уклоны слоев <10% - напластование согласовано.
Вариант фундамента мелкого заложения.
Расчетная схема.
Для расчета выбираем фундамент в осях ”Г”-”4” - отдельно стоящий, под наружную железобетонную колонну с размерами поперечного сечения 600х600 мм. Физико-механические характеристики грунтов соответствуют табл. 1. Колонна нагружена вертикальной нагрузкой с расчетным значением на уровне обреза фундамента N0II = 283 тс, изгибающей нагрузкой с расчетным значением изгибающего момента M0II = -15,7 тс·м, горизонтальной нагрузкой с расчетным значением Т0II = -7,2 тс. Схема нагрузок представлена на рис.1.
По конструктивным соображениям фундамент железобетонный стаканного типа.
Рисунок 1. Схема нагрузок.