Расчет ленточного и свайного фундамента под жилое здание

 

      

     Нижнюю  границу сжимаемой толщи находим  по точке пересечения вспомогательной  эпюры и эпюры дополнительного  напряжения (см. чертеж), так как для вычисления осадок необходимо выполнение условия .

     Итак, глубину распространения сжимающего давления на грунт основания принимаем  .

     Определяем  осадку фундамента по формуле: 

     где – корректирующий коэффициент;

      - модуль общей  (упругой и остаточной) деформации грунта;

      - среднее напряжение  в i-ом слое грунта;

      - высота i-го слоя грунта.

     Исходя  из таблицы видно, что осадка . 

     По  СниП2.02.01-83 ПРИЛОЖЕНИЕ 4: «Предельные деформации основания» средняя осадка для многоэтажных бескаркасных зданий с несущими стенами из кирпичной кладки без армирования см.

     .

     Вывод: расчетное значение осадки не превышает  предельно допустимого уровня.

       

Расчет  фундамента из буронабивных свай в вечномерзлых грунтах 

     Определение нагрузок, действующих  на основание.

     Определяем  нагрузки на наружную стену - ось Е

     Грузовая  площадь: , где

     3 м – расстояние между осями  оконных проемов; 2,96 м – половина  расстояния (в чистоте) между стенами;

     Возможность неодновременного загружения всех 7 этажей временной нагрузкой учитываем, вводя понижающий коэффициент, вычисленный по формуле:

      , где

       – число загруженных перекрытий, нагрузка от которых передается  на фундаменты и основания;

       – грузовая площадь (). 

     Находим нормативную и расчетную нагрузки на обрез фундамента на 3 м длины фундамента под наружную стену здания (табл. 1.).

       

     Нормативные нагрузки на 1 м стены:

     постоянная

     ;

     временная длительно действующая:

     ;

     временная кратковременная: 

     Расчетные:

     постоянная

     ;

     временная длительно действующая:

     ;

     временная кратковременная: 
 

     Суммарная – с учетом коэффициентов надежности по назначению сооружения (II класс ответственности здания) и коэффициентов сочетаний для длительно действующих нагрузок, кратковременных составит: 
 

 

      Внутренняя стена – ось В.

     Грузовая  площадь:

     Возможность неодновременного загружения всех 7 этажей временной нагрузкой учитываем, вводя понижающий коэффициент, вычисленный по формуле:

      , где

       – число загруженных перекрытий, нагрузка от которых передается  на фундаменты и основания;

       – грузовая площадь (). 

     Находим нормативную и расчетную нагрузки на уровне спланированной отметки земли  на 1 м длины фундамента под наружную стену здания (табл. 2.).

Таблица 2. Нормативная и  расчетная нагрузки на фундамент под  внутреннюю стену

     

     Суммарная расчетная нагрузка на 1 м стены с учетом коэффициентов надежности по назначению сооружения (II класс ответственности здания) и коэффициентов сочетаний для длительно действующих нагрузок , кратковременных составит:

     .

     . 

1.Проектируем  свайный фундамент из буронабивных  жб свай длиной L=6м ,размером  поперечного сечения 0,30 м , длиной  острия I=0,25 м.

2.Допустимую  нагрузку на сваю по материалу  определяем по формуле  

      =1 -коэффициент условий работы сваи (d>0,2);

       =1 –коэффициент продольного изгиба;

      =1- коэффициент условия работы бетона, для буронабивных свай;

      =11500 кПа расчетное  сопротивление бетона сжатию при марке бетона В20

      =3,140,/4=0,071

      =225000 кПа расчётное сопротивление арматуры сжатию ,класс А1

      = 8=83,14=0,0016 

3.При однородности по составу вечномерзлых грунтов несущую способность основания сваи допускается определять по формуле:

  (RA++),

=1,1-температурный коэффициент ,учитывающий температурные условия работы основания и их изменения в процессе эксплуатации сооружения, СНиП 2.02.04-88 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах»;

=1,0- коэффициент условий работы основания, СНиП.

R - расчетное  давление на мерзлый грунт  под нижним концом сваи,кПа;

расчётное сопротивление мерзлого грунта сдвигу на поверхности  смерзания кПа;

;

В случаях, предусмотренных в СНиП  расчетные  значения R, допускается принимать по таблицам  СНиП 2.02.04-88

R=1700 кПа;

  кПа;

+230+40,36)=393,69 кН. 

4.Определяем  допустимую расчетную нагрузку на сваю: 

N==393,69/1,4=281,2 кН, 

 коэффициент надежности.

5. Определим требуемое количество свай в фундаменте:

n ===1 свая 
 
 

     По  грунтовым условиям сваи висячие.

     Разбиваем пласт грунта на однородные слои мощностью  не более 2 м. Глубину заложения ростверка  принимаем из тех же соображений, что и ленточный фундамент.

     Разбиваем пласт на однородные слои мощностью  не более 2 м.: h₁= 2,0

м., h₂ = 2,0 м., h₃=2.0 м.. h₄ = 2.0 м., h₅=2,0 м., h₆= 0,95 м

     Несущую способность , висячей забивной сваи, работающей на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму расчетных сопротивлений грунтов оснований под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле (несущая способность по грунту):

     ,

     где — коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый ;

       — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, , определяемое по табл. 1 СНиП, интерполируя, получаем ;

       — площадь опирания на грунт  сваи, , принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто,;

       — наружный периметр поперечного сечения сваи, ;

     — расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, , определяемое по табл. 2 СНиП;

       при 

       при 

       при 

       при 

       при 

       при  

     l_i — толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью, м;

       и  — коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения свай на расчетные сопротивления грунта, определяемые по табл. 3 СНиП и принимаемые независимо друг от друга.

     Сваи  забиваем с закрытым нижним концом сваи дизельными молотами, следовательно, . 

     1*(1*1610 *0,1225+1,4(20,8*2+24,8*2+26,1*2+27,3*2+27,8*2+

     28,1*0,95)) = 744,2 кН

 

     

     Определяем  нагрузку, которую может выдержать  свая с учетом коэффициента надежности: 

     где - коэффициент надежности. 

     Для висячих свай минимальный шаг  определяется по формуле: 
 

     Определим требуемое число свай в фундаменте: 

      - коэффициент надежности, равный 1,4;

       – коэффициент  надежности по  нагрузке, равный 1,15;

      - осредненное значение  удельного веса  грунта и ростверка,  принимаемое ;

       – шаг свай;

       – наименьшая несущая способность сваи. 
 

     Определим толщину ростверка из условия: 

     где - ширина сваи;

      - усилие, приходящееся  на одну сваю;

      - расчетное сопротивление  бетона осевому  сжатию. 

     По  конструктивным требованиям высота ростверка должна быть не менее: 

     Вывод: окончательно назначаем высоту ростверка  .

     По  конструктивным требованиям расстояние от края ростверка до внешней стороны  сваи следует принимать .

     Найдем  вес ростверка, приходящийся на 1 м  фундамента: 
 
 

     Определим нагрузку, приходящуюся на одну висячую  сваю:

 

     

     Найдем  ширину условного фундамента: 

     Определим вес свай: 

     Вес грунта в объеме АБВГ: 

     Вес ростверка и фундаментных блоков: 
 

     При центрально приложенной нагрузке среднее  давление под подошвой условного  фундамента определяется из выражения: 
 
 

     Пол в подвале бетонный толщиной 0,1 м  и плотностью , расстояние от подошвы фундамента до низа конструкции пола в подвале 0,4 м. 

     где - коэффициенты, условий работы, принимаемые по табл. 3 СниП2.02.01-83;

      - коэффициент, принимаемый равным: k₁=1, если прочностные характеристики грунта (j) определены непосредственными испытаниями, и k₁=1,1, если они приняты по табл. 1-3 рекомендуемого приложения 1;