Фундаменты на естественном основании

Содержание

 

1.	Исходные данные для проектирования………………………………3
2.	Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки……………………………………………….4
2.1.	Геологические характеристики грунтов……………………………...4
2.2.	Определение наименований грунтов…………………………………7
2.3.	Определение расчетной и нормативной глубины промерзания………………………………………………….7
3.	Разработка варианта фундамента……………………………………..8
3.1.	Фундамент на естественном основании……………………………...8
3.2.	Фундамент на улучшенном основании…………………………..…13
3.3.	Свайный фундамент……………………………………………….…17
4.	Определение технико-экономических показателей…………..……20
5.	Расчет остальных фундаментов………………………………..……22
6.	Гидроизоляция и дренаж…………………………………………..…26
7.	Список используемой литературы……………………………..……27

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ОФ.47.270103.65

1. Исходные данные

 

Курсовой проект выполняется на основании выданного задания. Задание представляет собой проект одноэтажного промышленного здания в городе Киров. Строительство дома ведется на площадке со спокойным, слабохолмистым рельефом. Грунт площадки имеет три слоя. Первый слой представляет собой образец – песок пылеватый. Второй слой представляет собой глину, третий является суглинки. Сведения о нагрузках, действующих на обрез фундамента, сведены в таблицу:

 

№ схемы	Вариант	№ фунд-та	N011, кН	М011, кН·м	Т011, кН
Сооружение №7 Здание ремонтного цеха с/х предприятия	Нечетный				-
			-
			-
			-

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ОФ.47.270103.65

2.Оценка инженерно – геологических

Условий и свойств грунта

 

Геологические характеристики грунтов.

Площадка строительства находится в городе Киров и инженерно-геологические условия её освещены тремя выработками: скв. №1, скв. №2, скв. №3, скв. №4, скв. №5.

Первый образец №16 песок пылеватый, со следующими характеристиками:

Удельный вес твердых частиц грунта γ_s=26,5 кН/м³;

Влажность W=0,26;

Предел текучести W_L= нет;

Предел раскатывания W_р= нет;

Модуль деформации Е=17000кПа;

Для расчета по несущей способности:

Удельный вес грунта γ₁=16,3кН/м³;

Угол внутреннего трения φ₁=26град;

Сцепление С₁₁= нет.

Для расчета по деформациям:

Удельный вес грунта γ₁₁=19,0 кН/м³;

Угол внутреннего трения φ₁₁=30град;

Сцепление С₁₁= нет.

Второй образец №3 - глина, со следующими характеристиками:

Удельный вес твердых частиц грунта γ_s=26,9 кН/м³;

Влажность W=0,39;

Предел текучести W_L=0,46

Предел раскатывания W_р=0,30;

Модуль деформации Е=7500кПа;

Для расчета по несущей способности:

Удельный вес грунта γ₁=15,5кН/м³;

Угол внутреннего трения φ₁=14град;

Сцепление С₁₁=22кПа.

Для расчета по деформациям:

Удельный вес грунта γ₁₁=18,2 кН/м³;

Угол внутреннего трения φ₁₁=16град;

Сцепление С₁₁=30кПа.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ОФ.47.270103.65

Третий образец №5 – суглинок серый, со следующими характеристиками:

Удельный вес твердых частиц грунта γ_s=26,5 кН/м³;

Влажность W=0,15;

Предел текучести W_L=0,24

Предел раскатывания W_р=0,11;

Модуль деформации Е=22000кПа;

Для расчета по несущей способности:

Удельный вес грунта γ₁=18,3кН/м³;

Угол внутреннего трения φ₁=20град;

Сцепление С₁₁=30кПа.

Для расчета по деформациям:

Удельный вес грунта γ₁₁=21,5 кН/м³;

Угол внутреннего трения φ₁₁=24град;

Сцепление С₁₁=40кПа.

 

Определение наименований грунтов

Глина (образец №3)

а) Расчет по несущей способности:

Удельный вес сухого грунта

γ_d= γ/(1+W)=15,5/(1+0,39)=11,15кН/м³;

Коэффициент пористости

е =(γ_s- γ_d)/ γ_d=(26,9-11,15)/11,15=1,41;

Пористость

n=e/(1+e)=1,41/(1+1,41)=0,59;

Полная влагонепроницаемость

W_sat=W_max=e· γ_W/ γ_s =1,41·10/26,9=0,524;

 

Степень влажности

S_r=W/W_sat=W· γ_s/ e· γ_W=0,39/0,524=0,74;

Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

γ_sb=(γ_s- γ_W)/(1+e)=(26,9-10)/(1+1,41)=7,01кН/м³;

б) Расчет по деформациям

Удельный вес сухого грунта

γ_d= γ/(1+W)=18,1/(1+0,39)=13кН/м³;

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ОФ.47.270103.65

Коэффициент пористости

е =(γ_s- γ_d)/ γ_d =(26,9-13)/13=1,07;

Пористость

n=e/(1+e)=1,07/(1+1,07)=0,52;

Полная влагонепроницаемость

W_sat=W_max=e· γ_W/ γ_s =1,07·10/26,9=0,4;

Степень влажности

S_r=W/W_sat=W· γ_s/ e· γ_W=0,4/0,4=1;

Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

γ_sb=(γ_s- γ_W)/(1+e)=(26,9-10)/(1+1,07)=8,16кН/м³;

Число пластичности

I_p=W_L-W_p=0,46-0,27=0,19;

Показатель текучести

I_L=(W-W_p)/(W_L-W_p)=(0,4-0,27)/(0,46-0,27)=0,68;

Коэффициент относительной сжимаемости

m_V=β/E = 0,42/4000=10,5х10^-5 1/кПа;

β = 0,42 – для глины.

 

Суглинок (образец №3)

а) Расчет по несущей способности:

Удельный вес сухого грунта

γ_d= γ/(1+W)=18,3/(1+0,15)=15,91кН/м³;

Коэффициент пористости

е =(γ_s- γ_d)/ γ_d=(26,5-15,91)/15,91=0,37;

Пористость

n=e/(1+e)=0,37/(1+0,37)=0,27;

Полная влагонепроницаемость

W_sat=W_max=e· γ_W/ γ_s =0,37·10/26,5=0,139;

Степень влажности

S_r=W/W_sat=W· γ_s/ e· γ_W=0,15/0,139=1,1;

Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

γ_sb=(γ_s- γ_W)/(1+e)=(26,5-10)/(1+0,37)=12,04кН/м³;

б) Расчет по деформациям

Удельный вес сухого грунта

γ_d= γ/(1+W)=21,5/(1+0,15)=18,7кН/м³;

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ОФ.47.270103.65

Коэффициент пористости

е =(γ_s- γ_d)/ γ_d =(26,5-18,7)/18,7=0,42;

 

Пористость

n=e/(1+e)=0,42/(1+0,42)=0,29;

Полная влагонепроницаемость

W_sat=W_max=e· γ_W/ γ_s =0,42·10/21,5=0,2;

Степень влажности

S_r=W/W_sat=W· γ_s/ e· γ_W=0,4/0,4=1;

Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

γ_sb=(γ_s- γ_W)/(1+e)=(21,5-10)/(1+0,42)=10,9кН/м³;

Число пластичности

I_p=W_L-W_p=0,24-0,11=0,13;

Показатель текучести

I_L=(W-W_p)/(W_L-W_p)=(0,15-0,11)/(0,24-0,11)=0,3;

Коэффициент относительной сжимаемости

m_V=β/E = 0,42/4000=10,5х10^-5 1/кПа;

β = 0,42 – для глины.

Определение расчетной и нормативной глубины промерзания

Нормативная глубина промерзания грунта определяется по формуле (2) СНиП 2.02.01-83. Для районов, где глубина промерзания не более 2,5м: d_fn=d_o×ÖM_t,

M_t - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимается по СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика".

d_o - величина, принимаемая равной, м, для: суглинков и глин 0,23м.

M_t=11,8+11,1+8,1=31,6 для г. Киров.

d_fn=0,23×Ö31,6=1,29 м.

По карте глубины промерзания в СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика" d_fn=1,8м для Кирова. Принимаем расчетное второе значение.

Расчетная глубина промерзания определяется по формуле (3)

СНиП 2.02.01-83: d_f=k_h×d_fn,

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ОФ.47.270103.65

k_h - коэффициент влияния теплового режима здания на промерзание грунта у наружных стен, т.к. здание не отапливаемое k_h=1,1.

d_f=1,5×1,1=1,65м.

 

РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ ФУНДАМЕНТА

Разработку вариантов следует производить для одного наиболее нагруженного фундамента заданного сооружения. В нашем случае – фундамент с сечением 2-2, т.к иемеет максимальные нагрузки 650кН.

 

Фундаменты на естественном основании

 

Выбор глубины заложения фундамента.

За относительную отметку ±0,000 принимаем пол первого этажа. Обрез фундаментов выполняем на отметке -3,300м.

Глубина заложения подошвы фундамента от уровня планировки определяется по формуле:

d=d_в+h_f,+h₄

где d_в – глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м;

h_f - высота ступеней фундамента,

h₄=0,3 - толщина конструкции пола;

d = 2,3+1,2+0,3 =3,55м –глубина от отм. -0.500

Площадь подошвы фундамента и его размеры в плане.

Предварительно b=1м-ширина подошвы фундамента.

А = N₀₁₁/(R-γ_ср·d);

N₀₁₁ - усилие, передаваемое по обрезу фундамента, кН

Где:

g _с1 и g _с2 - коэффициенты условий работы принимаемые по таблице 3 [1]: g _с1 = 1; g _с2 = 1

k - коэффициент, принимаемый в зависимости от способа определения прочностных характеристик грунта: k = 1

M_j , M_q и M_c коэффициенты принимаемые по отчету программы «Гея» для данного грунта:

M_j =0,36; M_q =2,43; M_c =4,99

k_z = 1, т. к. b = 1 м < 10 м

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ОФ.47.270103.65

глубина заложения фундамента от пола до подвала

( высота слоя грунта от подошвы фундамента до низа конструкции подвала; - толщина пола в подвале; расчетный удельный вес пола подвала, тощий бетон);

глубина подвала;

расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, по заданию равное 14.

расчетное значение удельного веса грунтов, лежащих ниже подошвы фундамента;

расчетное значение удельного веса грунтов, лежащих выше подошвы фундамента;

Расчетное сопротивление грунта определим для самого невыгодного сечения грунта по скважине №3. Мощность слоя грунта №3 равна 5,45 м.

Определим расчетные значения удельного веса грунтов, лежащих ниже и выше подошвы фундамента:

,

.

 

R = 1,2 (0,36·1·1·18,2+2,43·0,18·18,2+(2,43-1)·2,8·18,2+4,99·30)/1 = 286кПа.

γ_ср = 17 кН/м³

А = 650/(286-17·3,55) = 2,9м²

При ширине b=2,9м:

R = 1,2 (0,36·1·2,9·18,2+2,43·0,18·18,2+(2,43-1)·2,8·18,2+4,99·30)/1 = 292,6кПа.

А = 2800/(292,6-17·3,65)=2,8м²

По конструктивным требованиям принимаем l=1,7м;

Конструирование веса фундамента и определение веса

фундамента N_фII и грунта на его ступенях N_грII.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ОФ.47.270103.65

Собственный вес фундамента:

N_фII=V_ф· γ_жб,

где V_ф- объем фундамента

 

 

γ_жб - удельный вес железобетона, кН/м³; γ_жб=25 кН/м³

V_ф= 0,9·1,1·0,9+1,7·1,7·0,3+0,891= 1,76м³

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ОФ.47.270103.65

N_фII = 1,76·25 = 44кН

 

Вес грунта, находящегося на ступенях фундамента, кН

N_грII=V_гр·γ_II^´

где V_гр- объем грунта, находящегося на ступенях фундамента, м³

γ_II^´-удельный вес грунта, кН/м³

V_гр = 4,32 м³

N_грII = 4,32·18,2 = 78,6кН

Проверка фундаментной плиты стакана на продавливание:

Q≤α·b_p·h₀·R_bt, где

Q=N_0II·(A-A_p)/A= 650·(2,8-1,9)/2,8=321кН - продавливающая сила;

A_p=(b_ис+2·h₀)·(l_ис+2·h₀)=2,9м² - площадь большего основания пирамиды продавливания;

b_ис=0,9м и l_ис=0,7м – длина и ширина меньшего основания пирамиды продавливания;

h₀=0,15м – высота пирамиды продавливания (до арматурной сетки);

α=1 – коэффициент, зависящий от вида бетона (для тяжелого бетона);

b_p=(b_ис+ l_ис+2·h₀)=1,9м – средний периметр боковой поверхности пирамиды продавливания;

R_bt=1200 кПа – расчетное сопротивление бетона растяжению (для В30)

321кН≤1·1,9·0,15·1200=342кН;

Условие выполнено.

Определение среднего давления P по подошве фундамента и

сравнение его с расчетным сопротивлением грунта основания R.

P = (N_0II+ N_фII+ N_грII)/А ≤ R

P = (650+44+78,6)/2,8 = 275,9 кПа ≤ 286 кПа

Недогрузка фундамента составляет (143,1-111,02)·100%/143,1 = 4%

Определение абсолютной осадки основания фундамента S и сравнение с предельной величиной деформации основания S_u, установленной для рассматриваемого типа здания.

Расчет сводится к удовлетворению условия

S ≤S_u

Осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейного деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:

S=β·Σσ_zp,i·h_i/E_i

β - безразмерный коэффициент, β=0,8

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ОФ.47.270103.65

σ_zp,i- среднее значение дополнительного вертикального нормального

напряжения в i-ом слое грунта

h_i- толщина i-го слоя грунта

E_i- модуль деформации i-го слоя грунта

Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента σ_zg0 при планировке срезкой:

σ_{zg 0} =γ´·d_n,

γ´- удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента

σ_{zg 0} =18,2·2,55 = 29,12 кПа

Вертикальные напряжения от собственного веса грунта σ_zg на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента:

σ_zg =γ´·d_n+Σγ_ih_i

γ_i - удельный вес i-го слоя грунта

h_i - толщина i-го слоя грунта

Вертикальное давление на основание на уровне подошвы фундамента

σ_{zр 0} =P- σ_{zg 0} = 286-29,12= 257,6кПа

Р- среднее давление под подошвой фундамента

Вертикальные нормальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяется по формуле:

σ_zр = α·Р₀

α - коэффициент, принимаемый по СНиП.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ОФ.47.270103.65

 

Величины, используемые при расчете осадок фундаментов

по методу послойного суммирования.

 

Грунт	№ точки	z,см	σzg	η=l/b	ξ=2z/b	α	σzp= α·Р0	Еi, кПа
Глина			28.4				257.6
	0,8	43.7		0.94	0.712	242.3
	1,6	58.24		1.88	0.449	227.76
	2,4	72.8		2.82	0.2	213.2
	3,2	87.8		3.76	0.16	198.2
	4,0	101.92		4.71	0.108	184.08
	4,8	116.48		5.65	0.087	169.52
Суглинки		5,6	154.8		6,59	0,058	131.2
	6,4			7.53	0.045	114.0
	7,2	189.2		8.47	0.036	96.8
	8,0	206.4		9.41	0.029	79.6
	8.8	223.6		10.35	0.024	62.4
	9.6	240.8		11.29	0.020	45.2

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ОФ.47.270103.65

H_c=11,2 м при выполнении условия σ_zp/ σ_zg=45,2/240,8=0,2.

S=0,8·0,8((257,6+242,3)/2 +(242.3+227.8)/2 +(227.8+213.2)/2+ (213.2+198.2)/2+ (198.2+184.1)/2+(184.1+169.5)/2)/7500+((169.5+131.2)/2)+(131.2+114.0)/2+(114.0+96.8)/2+(96.8+79.6)/2+(79.6+62.4)/2+(62.4+45.2)/2)/22000 = 0,057м =5,7см

Сравним предельную осадку с максимальной

S =5,7см < S_u = 8см

Условие удовлетворяется.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ОФ.47.270103.65

3.2. Фундаменты на улучшенном основании

Расчёт песчаной или гравийной подушки сводится к определению её размеров и осадки возводимого на ней фундамента.

В качестве улучшенного основания принимаем песок средней крупности со следующими характеристиками:

g_II=20,1кН/м³ j_II=38° g_s=26,4кН/м³

w=0,16 Е=40·10⁶Па к_ф=2·10^-2см/с

Рассчитываем дополнительные характеристики:

е=(g_s/g_II)·(1+w)-1=(26,4/20,1)·(1+0,16)-1=0,52

g_sbII=(g_s-g_b)/(1+е)=(26,4-10)/(1+0,52)=10,79кН/м³

Глубину заложения подошвы фундамента от отм.-1,000 принимаем аналогично тому, как делали это для фундамента на естественном основании,

d = 3,55м

В соответствии с крупностью выбранного песка для подушки по таблице справочника, устанавливаем расчётное сопротивление R₀ для него, которое даётся применительно к фундаменту, имеющему ширину b=1м. Принимаем R₀=500кПа.

Исходя из принятого расчётного сопротивления R₀=500кПа, производим предварительное определение площади подошвы фундамента А₀ и его размеров в плане b и l.

А₀=N_0II/(R₀-g_ср·d₀)=650/(500-17·3,55)=1,5м²

Из конструктивных требований принимаем b=1,2м

Для окончательного назначения размеров фундамента определяем расчётное сопротивление грунта подушки (d >2м).

R=R₀·(1+k₁·(b-b₀)/b₀))+k₂· γ ´_II(d-d₀)

Где k₂=0,25 d=3,55м k₁=0,05

R₁ = 500·(1+0,05·(1,2-1)/1))+0,25·17·(3,55-2)=511,6кПа

А₁ = 650/(511,67-17·3,55)=1,4м²

b = 1,2м l =1,5м

Вычисляем собственный вес фундамента:

N_фII=V_ф· γ_жб,

V_ф = 0,3·1,5·1,3+0,9·1,1·0,9= 1,43м³

N_фII = 1,43·25 = 35,75кН

Вес грунта, находящегося на ступенях фундамента, кН

N_грII=V_гр· γ_II^´

N_грII=0,972 ·18,2 = 17,7кПа

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ОФ.47.270103.65

Определим среднее давление P по подошве фундамента

P = (N_0II+ N_фII+ N_грII)/А ≤ R

P = (650+35,75+17,7)/1,4 = 502,5МПа ≤ 511,6МПа

Условие выполняется.

Найдем дополнительные вертикальные напряжения от собственного веса грунта σ_{zg 0} на уровне подошвы фундамента:

σ_{zg 0} = γ´·d

σ_{zg 0} = 18,2·3,55=66,43кПа

Дополнительное вертикальное давление на уровне подошвы фундамента σ_{zр 0};

σ_{zр 0} = P- σ_{zg 0}=502,5-66,43 = 436,07кПа

Зададимся толщиной висячей подушки, h_п=1,0м.

Проверяем условие s_zg+s_zp £ R_z - проверка напряжений на кровле слабого подстилающего слоя

вертикальное напряжение от собственного веса грунта по подошве фундамента элементарного слоя грунта: ,

и - удельный вес и толщина слоя грунта.

нормальное дополнительное вертикальное напряжение на глубине от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента: ,

коэффициент рассеивания напряжений, зависящий от формы подошвы фундамента.

расчетное сопротивление подстилающего слоя.

По СНиП 2.02.01-83* по табл.1 прил.2 найдем коэффициент , зависящий от соотношения сторон =1,04 и относительной глубине =0,74; α=0,493

s_zg= 66,73+10,79·1=77,22кПа

s_zp= 0,493·502,5 = 247,73 кПа

Для установления R_z вычислим площадь условного фундамента

А_у = N_0II/s_zp = 650/247,73=2,62м², b=1,6м (Из конструктивных соображений)

,

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ОФ.47.270103.65

R_z=1·1,2 (0,36·1·1,6·18,2+2,43·0,18·18,2+(2,43-1)·2,8·18,2+4,99·30)/1 =205,44кПа

77,22+247,73=324,95 > 205,44кПа – условие не удовлетворяется

При втором приближении зададимся толщиной висячей подушки, h_п=2,5·1=2,5м.

s_zg= 66,43+10,79·2,5=93,41кПа

s_zp= 0,17·502,5 = 85,42 кПа

Для установления R_z вычислим площадь условного фундамента

А_у = N_0II/s_zp = 650/85,42=7,6м², b=2,7м (Из конструктивных соображений)

R_z=1·1,2 (0,36·1·2,7·18,2+2,43·0,18·18,2+(2,43-1)·2,8·18,2+4,99·30)/1 =221,64кПа

93,41+85,42=178,83 < 221,6кПа – условие удовлетворяется

D=((221,6-178,8)/221,6)·100%=12%

Ширину подушки понизу определяем по формуле:

b_п=b+2·h_п·tga,

где a - угол распределения давления в теле подушки (30°-40°). Принимаем a=35°,

тогда b_п=2,7+2.5·2·tg35°=4,7м

Осадку фундамента определяем так же, как для фундамента на естественном основании.

Величины, используемые при расчете осадок фундаментов

по методу послойного суммирования.

 

Грунт	№ точки	z,см	σzg	η=l/b	ξ=2z/b	α	σzp= α·Р0	Еi, кПа
Песок			29.12				473.4
	0,8	45,2		1.33	0.58	274.6
	1,6	61,28		2.67	0.209	98.94
	2,4	79,04			0.108	51.13
Глина		3,2	87,36		5.33	0.0622	29.44
	4,0	101.92		6.7	0.041	19.4

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ОФ.47.270103.65

Фундамент на естественном основании. Чертеж.

H_c=4,0 м при выполнении условия σ_zp/ σ_zg=19,4/101,92=0,2.

S=0,8·0,8((473,4+274,6)/2+(274,6+98,94)/2+(98,94+51,13)/2) /40000+

+(51,13+29,44)/2+(29,44+19,4)/2)/7500 = 0,02м = 2см

Сравним предельную осадку с максимальной

S =2см < S_u = 8см

Условие удовлетворяется.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ОФ.47.270103.65

3.3. Свайный фундамент

Определение глубины заложения подошвы ростверка.

d_р= d_b+h_ef+h_р

d_b – глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м;

h_р – высота ростверка

h_{р min}=a_k+t+0,2м

t- глубина заделки свай в ростверк, м: t=0,3м

a_k- больший размер колонны в плане, a_k=0,8м

h_{р min} = 0,9м

h_ef – толщина пола подвала, h_ef = 0,3м

d_р = 2,5+0,3+0,9 = 3,7м

d_р = 3,55м > d_f = 1,8 - условие выполняется.

Выбор типа, марки и длины сваи.

Марка сваи С90-30 (ГОСТ 19804.1-79). Бетон В25; R_b=14,5МПа. Продольная арматура 4Æ14 А-III; R_sс=340Мпа, А_s=6,16см².

Определение расчетной нагрузки на сваю.

При глубине заложения сваи 12.6 для песка мелкого пылеватого находим расчетного сопротивление грунта под нижним концом сваи R =5124кП

Коэффициенты условия работы: g_cp =1.0; g_cf=1.0

Пласт первого слоя грунта, пронизанного сваей, разделим делим на два слоя по 2.5м, Второй слой - суглинки делим на два слоя 2.3м и 1.6м

Находим несущую способность одной висячей сваи:

Ф=g_c (g_cpRA+u∑g_cpif_il_i)

Ф=1(1·5214·0,09+1·1,2(25·2,5+26·2,5+66,4·2,3+66,4·1,6)=945,3

Расчетная нагрузка допустимая на сваю в грунтах:

F=945,3/1,4=675,2

F=Ф/g_q>N, условие выполняется.

Определение размеров ростверка.

n=g_qN/Ф, g_q=1.4

n=1,4·650/945,3=0,96

принимаем 1 сваю в ростверке.

Находим толщину ростверка:

H= -0,3/2+1/2·0,09+650/14500=0,03м

Из конструктивных соображений принимаем высоту ростверка 0.3 м

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ОФ.47.270103.65

Расстояние от осей крайних свай до кромки ростверка принимаем равным d = 0,15м.

Размер ростверка в плане с учетом свесов 0,6х0,6м.

Фактическое давление на сваю

Вычисляем собственный вес ростверка:

Gp=0.3·0.6·0.6·25=6.075кПа

Вес грунта, находящегося на ступенях ростверка, кН

Gp=(0,9·0,9-0,4·0,6) ·0,9·18,2=9,3кПа

Определяем нагрузку, приходящуюся на 1 сваю:

F = (650+6.075+9.3)/1 = 665.4кПа < Р/ γ_к = 675.2кПа

Условие выполняется.

Расчет ростверка на продавливание колонной

Расчеты на продавливание колонной и на поперечную силу проводить не требуется, т.к. сваи находятся внутри пирамиды продавливания.

Расчет ростверка на местное сжатие

Должно удовлетворятся условие:

N₀₁ ≤ 1,5∙R_пр∙A_к

R_пр = 14,5МПа

А_к = 0,4∙0,6 = 0,24м² – площадь сечения колонны

N₀₁₁ = 650кПа < 1,5∙14500∙0,24 = 3480кПа, условие выполняется.

Находим осредненный угол внутреннего трения грунтов:

Φ=17,5⁰

Ширина условного фундамента:

Вусл=0,6+0,3+2(2,5+2,5+2,3+1,6)tg17.5=6,18м

Вес сваи равен G₁=19кН

Вес грунта в обьеме АБВГ:

G₂ = (3.7∙6.18²∙26.5)+(4.8∙6.18²∙26.9)+(3.95∙6.18²∙26.5)=

=(3744.8+4931.4+3997.8)=12673кПа

Вес ростверка G₃=6,075кПа

Давление под подошвой условного фундамента:

Pcр=N+ G₁+ G₂+ G₃/A=650+16+12673+6,075/38,19=349,5кПа

Первый слой песок- определяем значение безразмерных коэффициентов:

M_j =0,84; M_q =4,37; M_c =6,9

g _с1 и g _с2 - коэффициенты условий работы принимаемые по таблице 3 [1]: g _с1 = 1,1;

g _с2 = 1,2

 

 

Определяем значение расчетного сопротивления условного фундамента:

R = 1,2∙1,1 (0,84·1·6,18·26,5+4,37·12,45·9,+6,9·2)/1 = 828кПа.

Основное условие Рср=345.5кПа < R=828кПа, удовлетворяется.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ОФ.47.270103.65

Величины, используемые при расчете осадок фундаментов

по методу послойного суммирования.

 

 

Грунт	№ точки	z,см	σzg	η=l/b	ξ=2z/b	α	σzp= α·Р0	Еi, кПа
Суглинки			123.3				226.2
	0,8	144.5		0.26	0.97	219.4
	1,6	165.6		0.52	0.92	208.1
	2,4	186.7		0.78	0.81	183.2
	3,2	207.8		1.03	0.7	158.3
	4,0	228.9		1.3	0.55	124.4
	4,8			1.55	0.49	110.8
	5,6	271.7		1.81	0.37	73.7
	6,4	293.4		2.13	0.28	63.3

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ОФ.47.270103.65

Расчет осадок свайного фундамента:

H_c=6,4 м при выполнении условия σ_zp/ σ_zg=63,3/293,4=0,2.

S=0,8·0,8((226,2+219,2)/2+(219,2+183,2)/2+(183,2+158,3)/2+

+(158,3+124,4)/2+(124,4+110,8)/2)+(110,8+73,7)/2+(73,7+63,3)/2)/22000 = =0,056м = 5,6см

Сравним предельную осадку с максимальной

S =5,6см < S_u = 8см

Условие удовлетворяется.

 

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: