Фундамент на естесвенном основании.

Курсовой проект Курсовой проект защищен

допущен к защите с оценкой

Руководитель Халюк С.С. Руководитель Халюк С.С.

2013г. 2008г.

 

ЗДАНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ В Г. НОВГОРОД

 

Курсовой проект

по дисциплине «Механика грунтов. Основания и Фундаменты»

 

 

Нормоконтролер Проект выполнила

Студентка гр.04-СТ-3

2008г. Гоцева И.В.

 

Калининград 2008

 

 

				ПЗ.КП.ОФ.КГТУ-11ЗСТ/С
				Механика грунтов. Основания и фундаменты
Должность	Фамилия	Подп.	Дата
Преподав.	Халюк С.С.			ЗДАНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ В Г. НОВГОРОДЕ	Стадия	Лист	Листов
Студент	Шахрай Д.И.			Р
				Пояснительная записка	Кафедра Строительство

 

Содержание.

 

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

 

 

ПЗ.КП.ОФ.КГТУ-11ЗСТ/С	Лист

 

1.Исходные данные.

 

Курсовой проект выполняется на основании выданного задания. Задание представляет собой проект восьмиэтажного здания химической лаборатории в городе Новгород. Строительство дома ведется на площадке со спокойным, слабохолмистым рельефом. Грунт площадки имеет три слоя, один из которых – верхний насыпной слой не рассматривается. Второй слой представляет собой образец – глина. Третий слой представляет собой суглинок. Сведения о нагрузках, действующих на обрез фундамента, сведены в таблицу:

 

№ схемы	Вариант	№ фунд-та	N011, кН	М011, кН·м	Т011, кН
Схема № 1 Здание химического корпуса	Нечетный			-21	-
			-
		-58	-
		-84	-
		-260

 

ПЗ.КП.ОФ.КГТУ-11ЗСТ/С	Лист

2.Оценка инженерно – геологических

условий и свойств грунта.

 

2.1. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ.

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

Образец №14 – песок средней крупности, для которого известны следующие характеристики:

Удельный вес твердых частиц грунта γ_s=26,4кН/м³

Влажность W=0,16

Коэффициент фильтрации k_ф=2х 10^-2см/с

Модуль деформации Е=40000кПа

Для расчета по несущей способности:

Удельный вес грунта γ₁=17,2кН/м³

Угол внутреннего трения φ₁=32град

Для расчета по деформациям:

Удельный вес грунта γ₁₁=20,1 кН/м³

Угол внутреннего трения φ₁₁=38град

Второй слой - образец №2 - глина, со следующими характеристиками:

Удельный вес твердых частиц грунта γ_s=27,1 кН/м³

Влажность W=0,4

Предел текучести W_L=0,46

Предел раскатывания W_р=0,28

Модуль деформации Е=5000кПа

Для расчета по несущей способности:

Удельный вес грунта γ₁=15,5кН/м³

Угол внутреннего трения φ₁=13град

Для расчета по деформациям:

Удельный вес грунта γ₁₁=18,2 кН/м³

Угол внутреннего трения φ₁₁=15град

Сцепление С₁₁=18кПа

Третий слой - образец №6 - суглинок, со следующими характеристиками:

Удельный вес твердых частиц грунта γ_s=26,7 кН/м³

Влажность W=0,31

Предел текучести W_L=0,39

Предел раскатывания W_р=0,26

Модуль деформации Е=9000 кПа

Для расчета по несущей способности:

Удельный вес грунта γ₁=15,5 кН/м³

Угол внутреннего трения φ₁=15град

Для расчета по деформациям:

Удельный вес грунта γ₁₁=18,2 кН/м³

Угол внутреннего трения φ₁₁=18град

Сцепление С₁₁=12кПа

 

 

ПЗ.КП.ОФ.КГТУ-11ЗСТ/С	Лист

2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАИМЕНОВАНИЙ ГРУНТОВ.

 

Песок средней крупности (образер№14)

а) Расчет по несущей способности

Удельный вес сухого грунта

γ_d= γ/(1+W)=17,2/(1+0,16)=14,83кН/м³

Коэффициент пористости

е =(γ_s- γ_d)/ γ_d=(26,4-14,83)/14,83=0,78

Пористость

n=e/(1+e)=0,78/(1+0,78)=0,44

Полная влагонепроницаемость

W_sat=W_max=e· γ_W/ γ_s=0,78·10/26,4=0,3

где γ_W- удельный вес воды; γ_W=10 кН/м³

Степень влажности

S_r=W/W_sat=W· γ_s/ e· γW=0,16/0,3=0,54

Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

γ_sb=(γ_s- γ_W)/(1+e)=(26,7-10)/(1+0,78)=9,21 кН/м³

б) Расчет по деформациям

Удельный вес сухого грунта

γ_d= γ/(1+W)=20,1/(1+0,16)=17,33 кН/м³

Коэффициент пористости

е =(γ_s- γ_d)/ γ_d =(26,4-17,33)/17,33=0,52

Пористость

n=e/(1+e)=0,52/(1+0,52)=0,34

Полная влагонепроницаемость

W_sat=W_max=e· γ_W/ γ_s =0,52·10/26,4=0,2

Cтепень влажности

S_r=W/W_sat=W· γ_s/ e· γ_W=0,16/0,2=0,81

Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

γ_sb=(γ_s- γ_W)/(1+e)=(26,4-10)/(1+0,52)=10,79кН/м³

Коэффициент относительной сжимаемости

m_V=β/E=0,74/40000=1,85х10^-5 1/кПа

β =0,74 – для песков

 

Глина (образец №2)

а) Расчет по несущей способности:

Удельный вес сухого грунта

γ_d= γ/(1+W)=15,5/(1+0,4)=11,07кН/м³

Коэффициент пористости

е =(γ_s- γ_d)/ γ_d=(27,1-11,07)/11,07=1,45

Пористость

n=e/(1+e)=1,45/(1+1,45)=0,59

Полная влагонепроницаемость

W_sat=W_max=e· γ_W/ γ_s =1,45·10/27,1=0,535

Степень влажности

S_r=W/W_sat=W· γ_s/ e· γ_W=0,4/0,535=0,75

 

Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

γ_sb=(γ_s- γ_W)/(1+e)=(27,1-10)/(1+1,45)=6,98кН/м³

б) Расчет по деформациям

Удельный вес сухого грунта

γ_d= γ/(1+W)=18,2/(1+0,4)=13кН/м³

Коэффициент пористости

е =(γ_s- γ_d)/ γ_d =(27,1-13)/13=1,09

Пористость

n=e/(1+e)=1,09/(1+1,09)=0,52

Полная влагонепроницаемость

W_sat=W_max=e· γ_W/ γ_s =1,09·10/27,1=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)=(27,1-10)/(1+1,09)=8,18кН/м³

Число пластичности

I_p=W_L-W_p=0,46-0,28=0,18

Показатель текучести

I_L=(W-W_p)/(W_L-W_p)=(0,4-0,28)/(0,46-0,28)=0,67

Коэффициент относительной сжимаемости

m_V=β/E = 0,42/5000=8,4х10^-5 1/кПа

β = 0,42 – для глины

 

Суглинок (образец №6)

а) Расчет по несущей способности:

Удельный вес сухого грунта

γ_d= γ/(1+W)=15,5/(1+0,31)=11,83кН/м³

Коэффициент пористости

е =(γ_s- γ_d)/ γ_d =(26,7-11,83)/11,83=1,26

Пористость

n=e/(1+e)=1,26/(1+1,26)=0,56

Полная влагонепроницаемость

W_sat=W_max=e· γ_W/ γ_s =1,26·10/26,7=0,47

Cтепень влажности

S_r=W/W_sat=W· γ_s/ e· γ_W=0,31/0,47=0,66

Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

γ_sb=(γ_s- γ_W)/(1+e)=(26,7-10)/(1+1,26)=7,39кН/м³

б) Расчет по деформациям

Удельный вес сухого грунта

γ_d= γ/(1+W)=18,2/(1+0,31)=13,9 кН/м³

Коэффициент пористости

е =(γ_s- γ_d)/ γ_d =(26,7-13,9)/13,9=0,92

Пористость

n=e/(1+e)=0,92/(1+0,92)=0,48

 

ПЗ.КП.ОФ.КГТУ-11ЗСТ/С	Лист

 

 

Полная влагонепроницаемость

W_sat=W_max=e· γ_W/ γ_s =0,92·10/26,7=0,35

Степень влажности

S_r=W/W_sat=W· γ_s/ e· γ_W=0,31/0,35=0,9

Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

γ_sb=(γ_s- γ_W)/(1+e)=(26,7-10)/(1+0,92)=8,7кН/м³

Число пластичности

I_p=W_L-W_p=0,39-0,26=0,13

Показатель текучести

I_L=(W-W_p)/(W_L-W_p)=(0,31-0,26)/(0,39-0,26)=0,39

Коэффициент относительной сжимаемости

m_V=β/E=0,35/9000=3,89х10^-5 1/кПа

β =0,35 – для супесей

Описание грунтов.

Песок средней крупности (образец№14) рыхлый

Глина (образец №2) мягкопластичная, среднесжимаемая

Суглинок (образец №6) тугопластичный, среднесжимаемый

 

2.3 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: df_n=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=3,1+2,5+0,9=6,5 для г. Новгород

d_fn=0,23×Ö6,5=0,586 м.

По карте глубины промерзания в СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика" df_n=0,8м для г. Новгород. Принимаем расчетное второе значение.

Расчетная глубина промерзания определяется по формуле (3)

СНиП 2.02.01-83: d_f=k_h×d_fn,

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

d_f=1,1×0,8=0,88м.

 

 

ПЗ.КП.ОФ.КГТУ-11ЗСТ/С	Лист

 

3.РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ ФУНДАМЕНТА.

 

Разработку вариантов следует производить для одного наиболее нагруженного фундамента заданного сооружения. В нашем случае – фундамент №3.

 

№ схемы	Вариант	№ фунд-та	N011, кН	М011, кН·м	Т011, кН
Схема № 1 Здание химической лаборатории	Нечетный			-	-

 

 

3.1.Фундаменты на естественном основании.

 

Выбор глубины заложения фундамента.

За относительную отметку ±0,000 принимаем пол первого этажа. Обрез фундаментов выполняем на отметке -0,150м.

Глубина заложения подошвы фундамента от уровня планировки определяется по формуле:

d=d_в+h_f+0,05м,

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

h_f - высота ступеней фундамента, h_f = 0,8

d = 3,0+0,8+0,05 = 3,85м

Площадь подошвы фундамента и его размеры в плане.

А = N₀₁₁/(R-γ_ср·d);

N₀₁₁ - усилие, передаваемое по обрезу фундамента, кН

R = 1,2 ·1,1(0,43·1·1·9,09+2,73·3,67·10+(2,73-1)·2·10+5,31·18)/1,1 = 281кПа

γ_ср = 17 кН/м³

А = 482/(281-17·3,45) = 3,06м2

По конструктивным требованиям принимаем b=1,8м и l = 1,7м.

R=1,2·1,1(0,43·1,8·1·9,09+2,73·3,67·10+(2,73-1)·2·10+5,31·18)/1,1 = 285 кПа

А = 482/(285-17·3,45)=2,96м

Конструирование веса фундамента и определение веса

фундамента N_фII и грунта на его ступенях N_грII.

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= 1,8·1,7·0,3+1,2·1,1·0,8-0,475·0,675·0,5= 1,8м³

N_фII = 1,8·25 = 45,5кН

Вес грунта, находящегося на ступенях фундамента, кН

N_грII=V_гр· γ_II^´

ПЗ.КП.ОФ.КГТУ-11ЗСТ/С	Лист

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

 

 

ПЗ.КП.ОФ.КГТУ-11ЗСТ/С	Лист

γ_II^´-удельный вес грунта, кН/м³

V_гр = 0,8·1,8·1,7-1,2·1,1·0,8 = 1,4м³

N_грII = 1,4 · 10 = 14кН

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 = (482+45,5+14)/3,06 = 271,7 МПа ≤ 285 МПа

Недогрузка фундамента составляет (285-271,7)·100%/285 = 4,9%

 

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

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_{zg 0} при планировке срезкой:

σ_{zg 0} =γ´· d,

γ´- удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента

σ_{zg 0} =10,79·3+6,98·0,45 = 35,5 кПа

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

σ_zg =γ´·d+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} = 241,7-35,5 = 206,2кПа

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

ПЗ.КП.ОФ.КГТУ-11ЗСТ/С	Лист

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			35,5	1,06			206,2
	0,4	38,8		0,444	0,945	194,8
	0,8			0,889	0,765	157,7
	1,2	45,3		1,333	0,568	117,1
	1,6	48,6		1,778	0,423	87,2
	2,05	52,3		2,278	0,292	60,2
Суглинок		2,4	55,3		2,667	0,229	47,2
	2,8	58,8		3,111	0,177	36,5
	3,2	62,3		3,556	0,14	28,9
	3,6	65,8			0,114	23,4
	4,4	72,7		4,889	0,079	16,2
	5,2	79,7		5,778	0,058	11,9

 

 

S=0,8((206+195)·0,4/2·5000+(195+158)·0,4/2·5000+(158+117)·0,4/2·5000+ (117+87)·0,4/9·5000+(87+60)·0,45/2·5000+(60+47)·0,35/2·9000+(47+ 36,5)·0,4/2·9000+(36,5+29)·0,4/2·9000+(29+23)·0,4/2·9000+(23+16)·0,8/2·9000+ (16+12) 0,8/2·9000) = 0,0473м = 4,7см

Сравним предельную осадку с максимальной

S = 4,7см < S_u = 8см

Условие удовлетворяется

ПЗ.КП.ОФ.КГТУ-11ЗСТ/С	Лист

3.2. Фундаменты на УЛУЧШЕнном основании.

 

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

1) 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

2) Глубину заложения подошвы фундамента принимаем аналогично тому, как делали это для фундамента на естественном основании,

d = 3,85м

3) 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.

4) 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)=482/(500-17·3,85)=1,56м²

Из конструктивных требований принимаем b=1,5м и l=1,4м

5) 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 b=1,7м k₂=0,25 d=3,85м k₁=0,05

R₁ = 500·(1+0,05·(1,7-1)/1))+0,25·17·(3,85-2)=525,4кПа

А₁ = 482/(525,4-17·3,85)=1,48м²

b = 1,7м l =1,5м

6) Вычисляем собственный вес фундамента:

N_фII=V_ф· γ_жб,

V_ф = 1,7·1,5·0,3+0,8·1,1·0,9-0,675·0,475·0,5 = 1,4м³

N_фII = 1,4·25 = 34,9кН

Вес грунта, находящегося на ступенях фундамента, кН

N_грII=V_гр· γ_II^´

N_грII=0,8(1,7·1,5-1,1·0,9) ·10 = 12,5 кН

7) Определим среднее давление P по подошве фундамента

P = (N_0II+ N_фII+ N_грII)/А ≤ R

P = (482+34,9+12,5)/2,55 = 285,3МПа ≤ 525,4МПа

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} = 35,5 кПа

 

 

 

ПЗ.КП.ОФ.КГТУ-11ЗСТ/С	Лист

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

σ_{zр 0} = P- σ_{zg 0}=285,3-35,5 = 249,8кПа

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

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

s_zg= 35,5+1·10,79 = 46,3кПа

s_zp= 0,64·249,8 = 160 кПа

Для установления R_z вычислим площадь условного фундамента

А_у = N_0II/s_zp = 482/160=4,25м², b=2,1м, l=2,0м.

R_z=1,2·1,1(0,43·2,1·1·9,09+2,73·3,67·10+(2,73-1)·2·10+5,31·18)/1,1=286,3кПа

46,3+160=206,3 < 286,3кПа – условие удовлетворяется

D=((286,3-206,3)/286,3)·100%=27,9%

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=2,1+2·1·tg35°=3,5м

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			35,5	1,05			249,8
	0,4	39,816		0,38	0,96	240,7
	0,8	48,448		0,762	0,82	205,2
	1,0	59,238		0,952	0,73	163,5
Cуглинок		1,4	62,51		1,333	0,51	127,6
	1,8	65,782		1,714	0,43	106,9
	2,05	67,827		1,952	0,36	89,9
Супесь		2,4	70,872		2,286	0,306	76,34
	3,0	76,092		2,857	0,202	50,46
	3,6	81,312		3,429	0,164	40,97
	4,2	86,532			0,113	28,23
	5,0	93,492		4,762	0,094	23,38
	5,8	100,45		5,524	0,065	16,148

 

 

 

ПЗ.КП.ОФ.КГТУ-11ЗСТ/С	Лист

S = 0,8 [(250 + 241)·0,4/2·40000 + (241 + 205)·0,4/2·40000 + (205 + 164)·0,2/2·40000 + (164+128)·0,4/2·5000 + (128 + 107)·0,4/2·5000 + (107 + 90)·0,25/2·5000 + (90 + 76)·0,35/2·9000 + (76 + 50)·0,6/2·9000 + (50 + 41)·0,6/2·9000 + (41 + 28)·0,6/2·9000 + (28 + 23)·0,8/2·9000 + (23 + 16)·0,8/2·9000] = 0,0387м = 3,87см

Сравним предельную осадку с максимальной

S = 3,87см < S_u= 8см

Условие выполняется

 

 

ПЗ.КП.ОФ.КГТУ-11ЗСТ/С	Лист

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+20см

t- глубина заделки свай в ростверк, м: t=0,05м

a_k- больший размер колонны в плане, a_k=0,6м

h_{р min} = 0,6+0,05+0,2 = 0,85м

h_ef – толщина пола подвала, h_ef = 0,1м

d_р = 3,0+0,1+0,85 = 3,95м

d_р = 3,95м > d_f = 0,88 - условие выполняется.

Выбор типа, марки и длины сваи.

Марка сваи С6-30 (ГОСТ 19804.1-79). Бетон В25; R_b=14,5Мпа. Продольная арматура 4Æ14 А-III; R_s=340Мпа, А_s=6,16см².

Определение расчетной нагрузки на сваю.

По грунту:

P = g_c· (g_cR·R·A + u Σg_cf·f_i·h_i)

g_c - коэффициент условий работы сваи в грунте, m=1

А - площадь опирания сваи на грунт,м²

h_i – толщина i-го слоя грунта

g_cR, g_cf –коэффициенты условий работы грунта, соприкасающегося с

боковой поверхностью, м

R, f_i- расчетные сопротивления грунта под нижним концом сваи и i-го

слоя грунта по боковой поверхности сваи определяемые по

таблицам, кПа.

u - наружный периметр поперечного сечения сваи, м

 

Разбивку грунта делаем на элементарные слои толщиной 1м

zi, м	fi,кПа	γcf	hi,м
3,95	27,9
4,95	39,9
5,95
6,95	34,1
7,95	35,1
8,95	39,2
9,9	42,3		0,95

 

 

Р = 1·(1·2500·0,09 + 4·0,3·(27,9·1 + 29,9·1·1 + 32·1·1 + 34,1·1·1 + 35,1·1·1 + 39,2·1·1 + 42,3·1·0,95)) = 511кПа

По материалу:

Р = φ·γ_с(R_b·A + R_sc·А_s´) = 1·1(14500·0,09 + 340000·0,000616) = 1514 кПа

 

В дальнейших расчетах используем меньшее значение расчетной нагрузки, а именно по грунту Р = 511кПа

 

ПЗ.КП.ОФ.КГТУ-11ЗСТ/С	Лист

Определение размеров ростверка.

Условное давление под подошвой ростверка

s_р = р/(3·d_c)² = 511/(3·0,3)² = 631кН/м²

Условная площадь подошвы ростверка

А_р = N₀₁₁/(s_p - g_cp·d_p·g_f) = 482/(631-19,2·3,95·1,1) = 1,5м²

Приближенный вес ростверка и грунта на его уступах:

N_p1=g_f·A_p·d_p·g_ср=1,1·1,5·3,95·19,2=125кН

Количество свай в ростверке:

n = (N₀₁₁+N_p1)/p = (482+125)/511 = 1,84 = 2

Размещаем сваи с расстоянием между осями не меньше 3d = 3·0,3 = 0,9м. По конструктивным соображениям, расстояние между сваями по углам прямоугольника 0,9м ^х 0,3м.

Размер ростверка в плане с учетом свесов 1,8м ^х 1,2м.

Фактическое давление на сваю

Р_ф = (816+26+112)/2 = 477кПа < Р = 511кПа

Расчет ростверка на продавливание колонной

N £ (a₁· (b_c+c₂)+a₂· (d_c+c₁)) ·h₁·R_bt,

Где N – расчетная продавливающая сила, равная сумме реакций всех свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания

Расчет ростверка на поперечную силу

При расчете на действие поперечной силы должно удовлетворяться условие: Q ≤ m·R_b·b·h₀

Где Q = åN_i – сумма реакций всех свай, находящихся за пределами наклонного сечения

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:

N₀₁₁ ≤ 1,5∙R_пр∙A_к

R_пр = 14,5МПа

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

N₀₁₁ = 482кПа < 1,5∙14500∙0,18 = 3915кПа

Расчет осадок свайного фундамента

Представим свайный фундамент в виде условного фундамента на естественном основании.

Средневзвешенное расчетное значение угла внутреннего трения грунтов, находящихся в пределах длины сваи:

φ_{ср 11}=Σφ_{i 11}·l_i/Σl_i

φ_i11 – расчетные значения углов внутреннего трения для слоев

l_i –толщина слоя

φ_{ср 11} = (15·1,95+18·4)/5,95 = 17º

 

 

Проведем наклонные плоскости под углом α= φ_{ср 11}/4=17/4=4,25º от точек пересечения наружных граней свай с подошвой ростверка до плоскости (горизонтальной), проходящей через нижний конец сваи. Находим очертание условного фундамента, который включает в себя грунт, сваи и ростверк.

Размеры подошвы условного фундамента.

b_y = b+2l·tg(φ_{ср 11}/4) = 1,2+2·5,95· tg 4,25° = 2,08м

а_y = а+2l·tg(φ_{ср 11}/4) = 0,3+2·5,95· tg 4,25° = 1,18м

А_у = b_y· а_y = 2,45м²

Проверим условие:

Р_{ср II} = (N_0II+ N_свII+ N_росII+ N_грII)/А_у < R

N_0II – расчетная вертикальная нагрузка по обрезу фундамента

N_свII, N_росII, N_грII - вес свай, ростверка, грунта в пределах условного фундамента, кН

R - расчетное сопротивление грунта на уровне подошвы условного фундамента

ПЗ.КП.ОФ.КГТУ-11ЗСТ/С	Лист

Р_{ср II} = (482+27+26+225)/2,45 = 447кПа < R = 550кПа

R = 1,2·1,1(0,43·2,45·1·14,7+2,73·9,5·8,7+(2,73-1)·10,2·8,7+5,31·18)/1,1 = 550кПа

Условие удовлетворяется

Для расчета осадки условного фундамента определим дополни-тельное давление p₀ = Р_{ср II} - σ_{zg 0}

p₀ = 447 - 91,3 = 355,7кПа

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
Суглинок			91,3	1,5			355,7
	0,5	95,65		0,481	0,971	345,24
	1,0			0,962	0,787	280,04
	1,5	104,35		1,442	0,606	214,02
	2,0	108,7		1,923	0,449	159,57
	3,0	117,4		2,885	0,26	92,55
	4,0	126,1		3,846	0,164	58,4
	5,0	134,8		4,808	0,111	39,38
	6,0	143,5		5,769	0,079	28,2

 

S = 0,8[(355,7+345,2)·0,5/2·9000 + (345,2 + 280)·0,5/2·9000 + (280 + 214)·0,5/2·9000 + (214 + 160)·0,5/2·9000 + (160+93)·1/2·9000 + (93+58)·1/2·9000 + (58 + 39)·1/2·9000 + (39 + 28,2)·1/2·9000] = 0,074м = 7,4см

Сравним предельную осадку с максимальной:

S = 7,4см < S_u = 8см

Условие удовлетворяется

 

4. Определение технико-экономических

показателей, рассматриваемых вариантов

устройства оснований и фундаментов, и выбор основного варианта.

Для определения стоимости работ по каждому варианту необходимо установить объёмы отдельных работ и особенности их производства.

 

Вариант 1.

Фундамент на естесвенном основании.

Виды работ	Ед. изм.	Коли-чество	Стоимость работ, руб.
единич.	общая
1. Фундамент монолитный, отдельный под колонну	м3	VФ=1,46		460,7
2. Разработка грунта -поправка на глубину -поправка на мокрый грунт (при количестве грунта > 50% от общего объема)	м3 - -	Vгр= VФ	61,5 кг=17,5 к∆=1,4	2203,6
3. Водоотведение (количество мокрого грунта > 50%)	м3	Vw=Vф	64,2	93,9
	Итого: 2758

 

Вариант 2.

12Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: