Расчет и конструирование фундаментов

1.2R^b=1м=141,094*1+590,59кПа

 принимая b=1,6м, считаем А, W, Pmax, Pmin, и проверяем условия.

Условия соблюдаются  при b=1,9; a=2,1; W=1,4; A=3,97

Pmax=378.423кН; < 1.2R=550кПа  P=192.762кН;        < R=458кПа

Pmin=7,1кН;        >0 

 

2.4. Вычисление  вероятной   осадки  фундамента

 

     Расчет  осадки  фундамента  производится  по  формуле:

                    S<S_u  ,

     Где  S – конечная  осадка  отдельного  фундамента,  определяемая  расчетом;

     S_u – предельная  величина  деформации  основания  фундамента  зданий  и  сооружений,  принимаемая  по  СниП  2.02.01-83;

     Определим  осадку  методом  послойного  суммирования.  Расчет  начинается  с  построения  эпюр  природного  и  дополнительного  давлений.

     Ординаты  эпюры  природного  давления  грунта:

                        _n

               s_zg=åg_i×h_i ,

                   ⁱ⁼¹

где  g_i – удельный  вес грунта  i-го  слоя,  Кн/м³;

       h_i – толщина слоя  грунта,  м;

     g=10×r т/м³. 

     Tак  как  в  выделенной  толще  залегает  горизонт  подземных  вод,  то  удельный  вес  грунта  определяется  с  учетом  гидростатического  взвешивания:

       

            g_s=10×r_s ,

r_s – плотность  частиц  грунта,  т/м³;

 e – коэффициент пористости  грунта;

 g_s – удельный  вес  частиц  грунта, Кн/м³.   

       

 кПа           

  кПа

g_sb^|||=(26,7-10)(1-0,37)=10,521 Кн/м³

 кПа

 

 кПа 

     Ординаты   эпюры  природного  давления  откладываем  влево  от  оси  симметрии.

     Дополнительное  вертикальное  напряжение  s_zр для любого  сечения,  расположенного  на  глубине  z  от  подошвы фундамента,  определяется  по  формуле:

                                     s_zр=a×P₀

     где  a - коэффициент,  принимаемый по  табл.1  СниП  2.02.01-83;

     P₀ – Дополнительное вертикальное  давление  под  подошвой  фундамента определяется как разность между средним давлением по оси фундамента и вертикальным напряжением от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

      Давление  непосредственно  под  подошвой  фундамента:

     Расчет  осадки  отдельного  фундамента  на  основании в виде  упругого  линейно деформируемого  полупространства  с  условным  ограничением  величины  сжимаемой  зоны  производится  по  формуле:

     

     где S – конечная  осадка  отдельного  фундамента,  см;

     h_i – толщина  i-го  слоя  грунта  основания,  см;

     E_i – модуль  деформации  i-го  слоя  грунта,  кПа; 

     b - безразмерный  коэффициент,  равный  0.8;

     s_zpi – среднее значение  дополнительного вертикального нормального  напряжения  в  i-м слое  грунта,  равное полусумме напряжений  на  верхней Z_i-1 и нижней  Z_i границах  слоя,  кПа.

 

    

Условие соблюдается, т.к.  S=4,8см<Su=8см. 
 

 

3. Свайные  фундаменты

     3.1.  Основные  положения  по  расчету  и  проектированию  свайных  фундаментов

 

      Фундаменты  из  забивных  свай  рассчитываются  в  соответствии  с  требованиями  СНиП  2.02.03-85  по  двум  предельным  состояниям:

      - по  предельному  состоянию   первой  группы ( по  несущей   способности):  по  прочности – сваи  и  ростверки,  по  устойчивости – основания свайных фундаментов;

      - по  предельному  состоянию   второй  группы ( по  деформациям  ) – основания  свайных  фундаментов.

      Глубина  заложения  подошвы  свайного  ростверка  назначается  в  зависимости  от:

• наличия  подвалов  и  подземных  коммуникаций;
• геологических  и  гидрогеологических  условий  площадки  строительства  ( виды  грунтов,  их  состояние,  положение  подземных  вод  и  т. д. );
• глубины  заложения  фундаментов  прилегающих  зданий  и  сооружений;
• возможности  пучения  грунтов  при  промерзании.

 

В скобках указана  плотность грунта во взвешанном состоянии. Мощность пласта в колонне изм-ся от кровли до его подошвы. 
 

 

     

     3.2. Расчет  и  конструирование   свайных  фундаментов

 

     Прежде  всего  необходимо  выбрать  тип  сваи,  назначить  ее  длину  и  размеры  поперечного  сечения.  Длину  сваи определяют как сумму L=L₁+L₂+L₃.

     L₁ – глубина заделки сваи в ростверк, которая принимается для свайных фундаментов с вертикальными нагрузками не менее 5 см. 

     L₂ – расстояние от подошвы плиты до кровли несущего слоя.

     L₃ – заглубление в несущий слой.

       Принимаем  железобетонные  сваи,  квадратного  сечения  размером  300х300 мм.

       

     L=0.15+7.3+1=8,45=9м.

     Несущая  способность  F_d  ( в кН )  висячей сваи  по  грунту  определяется  как  сумма  сопротивления  грунтов  основания  под  нижним  концом  сваи  и  по  боковой  поверхности  ее:

     F_d=g_c×( g_cr×R×A+U×åg_cf×f_i×l_i ),

     Где  g_c –коэффициент  условий  работы  сваи  в  грунте,  принимаемый   g_c=1.0.

     g_cr   и g_cf  -  коэффициенты  условий работы  грунта  соответственно  под нижним  концом  и  по  боковой  поверхности  сваи ( табл. 3  СНиП  2.02.03-86 );  для свай,  погруженных забивкой  молотами,  g_cr =1.0  и g_cf =1.0;

     А – площадь  опирания  на  грунт  сваи,  в  м²,  принимаемый по  площади поперечного сечения сваи;

     R – расчетное сопротивление грунта  под нижним  концом  сваи,  кПа;

     U – периметр  поперечного сечения сваи,  м;

     f_i – расчетное сопротивление i-го  слоя  грунта  основания по  боковой поверхности  сваи,  кПа;

     l_i – толщина i-го  слоя  грунта,  м.

     При определении fi пласты грунтов расчленяются на слои толщиной не более 2м.

     A=0.3*0.3=0.09 м.

g_с=1; g_CR=1; g_сf=1;

R=4825кПа U=0.3*4=1.2 м.

 

F_d=1×( 1×4825×0,09+1,2×(1,5*26,5+1,5*30+0+2*42+1,5*44+1,5*45+0,5*65))=835,95  кН 

       Расчетная  нагрузка    Р,  допускаемая  на  сваю, определяются  из  зависимости:

                              где  g_к – коэффициент надежности,  принимаемый равным  1,4.

            кН; 

     

     Определим кол-во свай по формуле:

      ,

     где  

     Проверка  несущей  способности  сваи:

                                  N<P,

Для  внецентренно  нагруженого  свайного  фундамента  необходима  проверка  нагрузки 

y_i – расстояние  от  главной оси свайного  поля  до  оси каждой  сваи,  м;