Расчет и проектирование оснований и фундаментов промышленных зданий

а) s_zg  = g_II×d_w + g_{sb II}×(d – d_w) + g_{sb п} × z = 17,07×0,85 + 8,21×(2,35 – 0,85) + 10,7×0,9= 36,45 кПа; 

б) s_zp = a×(P_{II mt} – s_{zg, 0}) = 0,937 ×(149,81 – 26,82) = 115,24  кПа. 

где s_{zg, 0} = g_II × d_w + g_{sb II} × (d - d_w) = 17,07×0,85 + 8,21 × (2,35 – 0,85) = 26,82 кПа.

a = 0,937 для и .

Коэффициент a определен интерполяцией из табл.1 прил.2 к СНиП 2.02.01-83;

в) м²; ; м;

 м;

=

=168,49 кПа. 

s_zg + s_zp =36,45 + 115,24  = 151,69< R_z = 168,49 кПа. 

Условие проверки выполняется достаточно точно, оставляем h_п=0,9м 
 
 

5.7. Расчет осадки методом послойного суммирования. 

     Для расчета осадки фундамента методом  послойного суммирования составляем расчетную  схему, совмещенную с геологической колонкой по оси фундамента А-5(рис. 6). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 6 Расчетная  схема и эскиз фундамента на распределительной  подушке

Напряжение  от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента при планировке срезкой в соответствии с п.1 прил.2 СНиП 2.02.01-83:

s_zg,0 = [g_II×d_w + g_{sb II} ×(d - d_w)] =.[17,07×0,85 + 8,21 × (2,35 – 0,85)] = 26,82 кПа

Дополнительное  вертикальное давление на основание  от внешней нагрузки на уровне подошвы фундамента:

s_{zp 0} = P₀  = P_{II mt} - s_zg,0 = 149,81 – 26,82 = 122,99 кПа.

Соотношение сторон подошвы фундамента: .

Значения  коэффициента a устанавливаем по табл.1 прил.2 СНиП 2.02.01-83.

Для удобства пользования указанной таблицей из условия: принимаем толщину элемента слоя грунта h_i = 0,2 × b = 0,2 × 3,6 = 0,72 м. 

Дальнейшие вычисления сводим в таблицу 9.

Определение осадки.

                                                                  Таблица 9.

 

Граница распределительной подушки и  слоя глины условно смещена до глубины z_i = =0,72 м от подошвы фундамента (фактическое положение на глубине z = 0,9 м), граница слоя глины и суглинка до глубины z_i = 2,16 м (фактическое положение на глубине z = 2,87м), а граница слоя суглинка и глины смещена до глубины z_i = 4,32 м от подошвы (фактическое положение на глубине z = =4,53). На глубине H_c = 7,2 м от подошвы фундамента выполняется условие СНиП 2.02.01-83 (прил.2, п.6) ограничения глубины сжимаемой толщи основания (ГСТ):  

s_zp= 17,10 кПа » 0,2×s_zg = 18,18 кПа,

поэтому послойное суммирование деформаций основания производим в пределах от подошвы фундамента до ГСТ.

Осадку основания  определяем по формуле:

=0,8×0,72(0,0027+0,0255+0,0289+0,0065)=0,037м = 3,7см                               

Условие S = 3,7  см < S_u = 12,0 см выполняется (значение S_u = 12,0 см принято по таблице прил.4 СНиП 2.02.01-83).

6. Расчет и проектирование  свайного фундамента. 

     Рассмотрим  вариант свайного фундамента из забивных свай сечением 300x300 мм, погружаемых дизельным молотом. 

6.1. Глубина заложения  подошвы ростверка. 

     Назначаем глубину заложения подошвы ростверка:

Расчетная глубина промерзания грунта от поверхности  планировки DL равна d_f = 1,25 м.

По конструктивным требованиям, также как и для  фундамента на естественном основании верх ростверка должен быть на отметке – 0,700, размеры подколонника в плане    l_cf x b_cf = 2100 x 1200 мм. Высота ростверка

h_r =1,25 м.

Принимаем h_r = 1,35 м (кратно 150 мм), что соответствует глубине заложения – 2,05 м (абс. отм. 63,50). 

6.2. Необходимая длина  свай.

     В качестве несущего слоя висячей сваи принимаем слой №4 – Глину полутвердую малосжимаемую, тогда необходимая длина сваи должна быть не менее:   l_св = h₁ + h₂ + +h₃ = 0,05 + 4,98+ 1,0 = 6,03 м;(рис. 7)

Принимаем типовую железобетонную сваю С-7-30 (ГОСТ 19804.2-79) квадратного сечения 300 х 300 мм, длиной L = 7м. Класс бетона сваи В20. Арматура из стали класса А-Ш   4 Æ12, объем бетона 0,91 м³, масса сваи 2,28 т, толщина защитного слоя а_в = 20 мм. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 7 Расчетная  схема к определению несущей  способности сваи по грунту  

6.3. Несущая способность  одиночной сваи. 

     Определяем  несущую способность одиночной  сваи из условия сопротивления грунта основания по СНиП 2.02.03-85:

F_d = g_C × (g_CR × R × A + U × åg_cf × f_i × h_i). 
 

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа (тс/м²), принимаемое по табл.1;

g_c — коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый g_c = 1;

h_i — толщина 1-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

f_i — расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа (тс/м²), принимаемое по табл.2;

g_cR g_cf — 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

U — наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

     В соответствии с расчетной схемой сваи устанавливаем из табл.1 СНиП 2.02.03-85 для глины полутвердой, малосжимаемой (I_l=0,2) при z=7,88 м расчетное сопротивление R = 4505,04 кПа. Для определения f_i расчленяем каждый однородный пласт грунта (инженерно-геологический элемент) на слои L_i £ 2 м и устанавливаем среднюю глубину расположения z_i каждого слоя, считая от уровня природного рельефа. Затем по табл.2 СНиП 2.02.03.-85, используя в необходимых случаях интерполяцию, устанавливаем:

для глины при J_L = 0,6 и z₁ = 2,90 м Þ f₁ = 13,80 кПа;

для глины при J_L = 0,6 и z₂ = 4,56 м Þ f₂ = 16,56 кПа;

для суглинка при J_L = 0,7 и z₃ = 6,05 м Þ  f₃ = 10 кПа;

для глины  при J_L = 0,2 и z₄ = 7,38 м Þ  f₄ = 60,76 кПа;

Площадь опирания сваи на грунт А = 0,3 х 0,3 = 0,09 м²,

периметр  U = 0,3 × 4 = 1,2 м. Для сваи сплошного сечения, погружаемой забивкой дизельным молотом, по табл. 3 СНиП 2.02.03-85 g_CR = g_Cf =1, g_С = 1. Тогда:

F_d=1×[1×4505,04 ×0,09+1,2×1×(13,80×2,0+16,56×1,32+10×1,66+60,76·1,97]=628,36

кН

      6.4. Требуемое число  свай.

     Определяем  требуемое число свай в фундаменте в первом приближении при N_{col I} = =2191,788 кН:

;

=1,4- коэффициент надежности по  п.3.10. СниП 2.02.03-85

  = 20 кН / м³ - средний удельный вес материала ростверка и грунта на его уступах

- площадь подошвы ростверка,  приходящаяся на одну сваю  при минимальном расстоянии между сваями м. (п. 8.9 СниП 2.02.03-85)

d-глубина заложения подошвы ростверка от поверхности планировки, м;

k-коэффициент увеличения числа свай, косвенно учитывающий влияние момента и поперечной силы

-коэффициент надежности  по  назначению здания или сооружения.

g_g,— коэффициент надежности по грунту, принимаемый по указаниям п. 5.4. 

Принимаем n = 7 
 

6.5. Размещение свай в кусте.  

     Размещаем сваи в кусте по типовой схеме. Окончательно размеры подошвы ростверка  назначаем, придерживаясь унифицированных  размеров в плане, кратных 0,3 м, и по высоте, кратных 0,15м.