Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Фундамент выполнен из железобетонных забивных свай квадратного сечения 300х300 мм, длиной 10000 мм. Монолитный железобетонный ростверк высотой 500 мм. Армирование ростверка предусмотрено сварными сетками, собранными в пространственный каркас. Ростверк выполняется на двухслойном основании. Нижний слой-уплотненный песок, верхний-щебень, пролитый битумом.
Рис.1. Геологический разрез строительной площадки.
В грунтовом основании выделены следующие слои:
Слой 1: суглинок тугопластичный, в кровле прослоями полутвердый. Число пластичности 0,13. Показатель текучести 0,34.
Слой 2: суглинок, мягкопластичный. Число пластичности 0,10. Показатель текучести 0,45
|
Номер слоя |
Удельный вес γ, кН/м3 |
Угол внутреннего трения φ, град |
Удельное сцепление С, МПа |
Модуль упругости Е, МПа |
|
1 |
19,5 |
13 |
16 |
4,1 |
|
2 |
19,4 |
21 |
16 |
6,1 |
3.2 Определение глубины заложения фундамента
Глубина заложения фундаментов должна приниматься с учетом:
• сезонного промерзания грунтов;
• конструктивной особенности здания или сооружения;
• инженерно – геологических условий строительной площадки;
• наличие соседних коммуникаций или фундаментов.
1) Определение нормативной глубины сезонного промерзания грунта
Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, допускается определять по формуле:
Где: Mt- безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в г. Пыть-Ях, принимаемых по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология и геофизика»;
Mt=22,0+19,6+13,3+3,5+1,4+13,2+20,3+3,4=96,7
d0 – величина, принимаемая равной для суглинков – 0,23м;
2) Определение расчетной глубины сезонного промерзания грунта
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта df по формуле (3) [1]:
dfn – нормативная глубина сезонного промерзания грунта, м;
kh=0,4-коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для зданий с техническим подпольем, со среднесуточной температурой воздуха в этом помещении +200С
м;
3) Глубина заложения фундаментов в зависимости от глубины расположения уровня подземных вод dw.;
,
м, следовательно принимаем глубину заложения не менее df.;
– В здании имеется подвал.
4) Определение глубины заложения фундамента с учетом конструктивных особенностей здания
Глубина подвала-1,8м;
м;
Принимаем глубину заложения фундамента не менее 2,5м с учетом конструктивных особенностей здания.
3.3 Проектирование свайного фундамента.
Расчёт свайных фундаментов ведётся в соответствии с требованиями
СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты».
Рассчитываем висячую сваю С 14-30 по ГОСТ 19804.2-79
– длина сваи 10м;
– сечение сваи 30 30 см;
Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия:
;
где N – расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (продольное усилие, возникающее в ней от расчетных нагрузок, действующих на фундамент при наиболее невыгодном их сочетании);
Fd – расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи;
k – коэффициент надежности (k=1,4) для сваи, несущая способность которой определена по расчету без учета упругих деформаций свай;
0 – коэффициент условий работы, учитывающий повышение однородности грунтовых условий при применении свайных фундаментов, принимаемый равным 0=1,15 при кустовом расположении свай;
n – коэффициент надежности по назначению (ответственности) сооружения, принимаемый равным 1,15.
3.3.1. Определение несущей способности сваи.
Несущую способность Fd, кН (тс), висячей забивной сваи, погружаемой без выемки грунта, работающей на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле (8) [2]:
где gc=1 – коэффициент условий работы сваи в грунте;
R=1486,7 кПа – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое по табл.1[2];
A = 0,09м2 – площадь опирания на грунт сваи, принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру;
u = 1,2м – наружный периметр поперечного сечения сваи;
fi–расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по табл.2[2];
hi –толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;
gcR = 1 и gcf = 1 – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по табл. 3[2].
Рис.6. К определению несущей способности сваи.
Таблица №3.
|
Толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи hi,м |
Средняя глубина расположения слоя грунта, zi,м |
Расчетные сопротивления на боковой пов-ти забивной сваи, fi, кПа |
|
1,0 |
2,30 |
19,4 |
|
1,0 |
3,30 |
21,6 |
|
1,0 |
4,30 |
23,6 |
|
1,0 |
5,30 |
24,8 |
|
1,0 |
6,30 |
25,4 |
|
0,9 |
7,25 |
25,88 |
|
1,0 |
8,20 |
26,35 |
|
1,0 |
9,20 |
26,85 |
|
1,0 |
10,20 |
27,14 |
|
0,8 |
11,05 |
27,31 |
3.3.2. Определение допустимой нагрузки на одну сваю.
Допустимая нагрузка на одну сваю определяется по формуле:
кН;
где γк=1,4 - коэффициент надёжности сваи п. 3.10 [2].
3.4. Конструирование ростверка.
Определение давления по подошве ростверка на одну сваю
кН/м2;
где NСВ – допустимая нагрузка на одну сваю, кН;
d – диаметр сваи, м;
Определение площади ростверка
м2;
где N0=1871 кН–нагрузка, действующая на фундамент;
γcp = 20 кН/м3 – среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его срезах;
dp=0,1м – глубина заложения подошвы ростверка (с учетом глубины подвала, dp=d–dподв=2,2-2,1=0,1м);
γf = 1,1 – коэффициент перегрузки
Определение количества свай в фундаменте:
шт;
Принимаем количество свай: 7 штук
Принимаем высоту ростверка равной 500 мм. Расстояние между сваями принимается не менее, чем 3 диаметра сваи; расстояние от сваи до края – не менее размера диаметра сваи.
Рис.7 – Конструирование ростверка
Для фундаментов с вертикальными сваями расчетную нагрузку на сваю допускается опре делять по формуле:
,
где =1871 кН– расчетная сжимающая сила, передаваемая на свайный ростверк в уровне его подошвы (кН);;
n =7 – число свай в фундаменте;
кН кН;
кН;
Запроектированный фундамент удовлетворяет требованиям п. 7.3 СП.
Расчет оснований по деформациям производится исходя из условия:
s £ su,
где s – совместная деформация основания и сооружения, определяемая
расчетом в соответствии с указаниями прил. 2[3];
su = 8см – предельное значение совместной деформации основания и сооружения для гражданского здания, определяется по прил.4 [3].
При расчете осадок свайного фундамента пользуемся методом условного массивного фундамента, при этом считаем, что грунт межсвайного пространства, а также объем грунта, примыкающего к наружным сторонам свай являются цельным массивом и имеют форму призмы АБВГ. Контуры призмы ограничиваются сверху поверхностью планировки, с боков – вертикальными плоскостями, снизу – плоскостью в уровне нижних концов свай в границах, находимых пересечением с этой плоскостью наклонных под углом к вертикали линий, проведенных от наружного контура свайного куста в уровне подошвы ростверка.
При расчете осадки свайного фундамента необходимо, чтобы выполнялись следующие условия:
Pусл≤Rусл
где Rусл – условное расчетное сопротивление грунта, кН определяется по формуле (7) [3];
где Аусл – условная площадь подошвы фундамента, м2;
Аусл=bусл*lусл=5,18*7,68=39,8м2;
м;
м;
м;
град;
где - расчетные значения углов внутреннего трения грунта, град.
град;
∑N – сумма расчетных нагрузок в плоскости подошвы фундамента, кН;
N – расчетная нагрузка от веса здания или сооружения в уровне верхнего обреза фундамента, N = 1871 кН;
Npост - нагрузка от ростверка, кН;
кН;
Nгр - нагрузка от веса грунта, кН;
кН;
Nсваи - нагрузка от собственного веса сваи, кН;
кН;
кН;
кН;
Осадка основания определяется методом послойного суммирования:
где – безразмерный коэффициент;
– толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;
– среднее значение дополнительного вертикального напряжения в i-м слое грунта
где – коэффициент, принимаемый по табл.1 прил.2 [1];
– дополнительное вертикальное давление на основание;
– среднее давление под подошвой фундамента.
– вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;
Нижняя граница сжимающей толщи основания принимается на глубине z=Hc, где выполняется условие σzp=0,2·σzg, т.к. граница сжимаемой толщи грунта проходит в грунте с Е > 5 МПа.
– вертикальное напряжение от собственного веса грунта, определяемое по формуле (6) прил.2 [1]:
– удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;
– толщина и удельный вес i-го слоя грунта.
По методу послойного суммирования пласты грунта под подошвой фундамента разбиваются на слои мощностью не более hi0,4Вусл;
hi = 0,45,18=2,1;
Принимаем hi = 2,0м;
Результаты расчета сведены в таблицу 3.
кН;
кН;
кН;
кН;
Таблица 3 - Определение мощности сжимаемой толщи
|
z |
2z/b |
l/b |
α |
σzg,i |
σzp,i |
0,2zg,i |
|
0 |
0 |
1,8 |
1 |
219,3 |
69,2 |
43,86 |
|
2 |
0,77 |
1,8 |
0,87 |
258,1 |
60,2 |
51,62 |
|
4 |
1,54 |
1,8 |
0,61 |
296,9 |
42,2 |
59,38 |
|
6 |
2,32 |
1,8 |
0,38 |
335,7 |
26,3 |
67,14 |
S =3 см<Su =8 см– основание удовлетворяет требованиям (1) по двум группам предельных состояний (промышленные одноэтажные здания с полным железобетонным каркасом).
Рис.9. К расчету осадки фундамента на забивных сваях.
где с1=1,25 , с2=1,0-коэффициенты, условий работы, принимаемые по табл. 3[1];
k = 1- коэффициент, принимаемый равным, если прочностные характеристики грунта ( и с) определены непосредственными испытаниями;
Mg =0,56, Mq=3,24, Mс=5,84 – коэффициент, принимаемый по табл.4[1];
коэффициент, принимаемый равным при b 10 м;
сII =16 кПа -расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
d1 = 9,6м - глубина заложения фундаментов от пола подвала;
db =1,7м -глубина подвала;
bусл=5,18м -ширина подошвы фундамента;
II - осредненное расчётное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента (19,4 кН/м3);
II - осредненное расчётное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента (19,4 кН/м3);
кН/м2;
Pусл=288,53 кН < Rусл=1033,8 кН – условие выполняется.