Определение глубины заложения фундаментов

Сечение 3 - 3

Определение нагрузок

F_гр = 9 X 3 = 27 м²

№	Нагрузки	Нормативные нагрузки	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка кН
На един. площадь кН/м^2	От груза площади кН
1	Постоянные: Защитный слой гравия, втопленный в битумную мастику толщиной 20мм 1,0 х 1,0 x 0,02 x 21	0,42	11,34	1,3	14,74
2	Гидроизоляционный ковер =4 слоя рубероида на битумной мастике	0,2	5,4	1,3	7,02
3	Цементная стяжка толщиной 25мм, ρ=18 кН/м^3 1 x 1 x 0,025 х 18	0,45	12,15	1,3	15,8
4	Утеплитель - ROCKWOL ρ=0,4 кН/м ^3 толщиной 150мм 1 х 1 х 0,15 х 0,4	0,06	1,62	1,3	2,11
5	Пароизоляция -1 слой рубероида на битумной мастике	0,05	1,35	1,3	1,76
6	Собственный вес плит покрытий	1,7	45,9	1,1	50,49
7	Собственный вес ж/б балки	-	20	1,1	22
8	Вес кирпичных стен (4,5х13+3х12–1,5х2х4,5)х0,38х18	-	554,04	1,1	609,44
9	Вес колонны 0,4 х 0,4 х 25 х 15	-	60	1,1	66
10	Вес фундаментных балок	-	37,5	1,1	41,25
11	От конструкции пола: плиты перекрытий цемент. стяжка 1х1х0,02х20 керамические плитки 0,013х18	2,5 0,04 0,234	33,75 0,54 3,16	1,1 1,1 1,1	37,13 0,59 3,47
	Итого:				802,56
12	Временные Снеговая для 4-го района	2,4	64,8	-	64,8
	Всего:		936,6

ИНЭКА 2041511	Лист

Изгибающие моменты от действия вертикальной нагрузки, возникающие на обрезах фундамента:

КН*м

КН*м

где

е₁, е₂- расстояния от линии действия сил до оси проходящей через центр колонны

F₁’,F₁”- нагрузки от стен

F₂- нагрузка от покрытия

F₃- нагрузка от подвального перекрытия

ИНЭКА 2041511	Лист

Минимальную глубину заложения подошвы фундамента предварительно назначают по конструктивным требованиям

В соответствии с табл.2 СНиП 2.0201-83глубина заложения фундамента не зависит от расчетной глубины промерзания и определяется конструк­тивно, т к грунт первого слоя относится к пескам средней крупности

Место строительства - г. Саранск По карте определяем d_lt = 1.5 м. Размер башмака под крайнюю колонну 06, *0,4 м. размер фундамента 3,3*2.4 м Среднесуточная температура внутри помещения IPC. грунт - на­сыпной, песок средней крупности, уровень подземных вод -16м.

1. В бесподвальной части здания глуби­ну заложения подошвы фундамента назначим равной d = 1,5 м d„ =1.5 м; d, = (2,4-0.6)/2 = 0.9 > 0.5 м К =0,6 - находим по интерполяции, рас­четная глубина промерзания: Ц = 0,6 * 1.5 = 0.9.И.

При d, = 16 > d, + 2м = 0.9+2 = 2,9. w глубина заложения подошвы фундамента должна быть не менее 0,5d|, т е d, = 0,9 • 0,5 = 0,45. w.

Из инженерно-геологических условий глубина заложения подошвы фунда­мента должна быть минимальной и в данном случае равно 0,45м

Из конструктивных особенностей здания глубина заложения подошвы фундамента будет d, = л. + л. + л, + л - о,15 = 0.2 + 0,9 + 0.05 + 0.35 — 0.15 = 1.35.w

Ш

В части здания с подвалом глу­бина заложения фундамента опре­деляется конструктивно в соот-\ ветствии с отметкой пола подвала (-2.000м). Отметка подошвы фунда-\ мента определена конструктивно Fl=4,000 м, т.к. имеется подвал.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОДОШВЫ ВНЕЦЕНТРЕННО НАГРУЖЕННОГО ФУНДАМЕНТА. (Сечение 3-3)

Исходные данные

• есть поддал;

• вертикальная нагрузка X,,, =2259,84 кН.

• момент

М_оп ш -51,48 0.65 -185.174 • 1.05 - 239,76 0.75 + 105.6 • 0.65 ♦ 160.578 0.225 + 22 • 0.7 + 68.64 • 0,55 = -249,8кН м

• среднее значение удельного беса фундамента и грунта на его обрез

и=20ШШ

• грунт оснований: насыпной, песок средней крупности и средней плотно­сти, с характеристиками■• Угол внутреннего трения грунта <р„ = 35 град, удельное сцепление С_и = 1 к Па, Я=220кПа;

• глубина заложения подошвы фундамента d=4, Ом,

• пол в подвале бетонный толщиной h=02м и плотностью р =2200кг/м^>.

Принимаем для предварительного определения размеров подошвы фунда­мента /?„ -0,22 МПа (СНиП 2 02.01-83 *Прил.З„ табл. 3)

- ориентировочно, размеры подошвы фундамента (как центрально нагру-

N 2°59 84

женного): А. =- —-- =-------------)5.69 и ^:

K-Pr„d 220-20-3,8

Т.к. рассчитывается внецентренно нагруженный фундамент, увеличим Аф

на 20%, Аф-18,83 м^г. Зададимся отношением длины фундамента к его ширине

1]= 1,8; тогда 1= 1.8b. Примем 1= 6 м и b = 3,3м, окончательно Аф - 19.8 м

Расчетное сопротивление грунта определяется по формуле ((7) СНиП

2.02.01-83*):

_{К =} ГпГа.[_Мгк:Ь _Гп+м^у_п +{_Mi-\)dS_u + Л/с„]

По таблице 3 СНиП 2.02.01-83 для заданного соотношения L/H=3,9-4 на­ходим у_п =1,4,- у_С2 =1,2. По таблице 4 СНиП 2.02 01-83 для данного грунта М =1.68; М_ч = 7.71 ;М_С =9.58. Коэффициент к принимаем равным 1,1, так как характеристики грунта принимались по табличным данным.

Усредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ни­же подошвы фундамента у _и =0,0178 МН/м³, удельный вес обратной засыпки у], принимаем 0,0186 МН/м³. Так как в здании имеется подвал, найдем следующие расчетные величины:

- приведенную глубину заложения фундамента от пола подвала

0.022

d, = 1,8 + 0.2—= 2.w: 0,0186

глубину до пола подвала: d_h = 4,0 - 2,0 = 2,0.w - глубина подвала,

"

Произбедем проверку напряжений в грунте под подошвой фундамента ис­ходя из условия, чтобы она не превышала расчетного давления на грунт:

Рп Рпт «V R; Р_тп

где Р„ - среднее давление под подошвой фундамента от нагрузок для расчета оснований по деформациям, кН

Р_тяч и Р_пш - максимальное и минимальное краевое давление под подош­вой фундамента, кН

_р К» ^+N/iI + ^N_sii N„ Lb

N_flJ - расчетный вес фундамента, кН

N_gll - расчетный вес грунта на уступах фундамента, кН.

Давление на подпорную стенку у подошвы фундамента

Р_зм = у_и • Ltg²\ 45'] = 18,6-4,6 ig²(45°27,84 кПа \ j

Найдем вес фундамента, считая, что удельный вес монолитного ж/6 %=0,025МН/М³.

Усилия, действующие в плоскости подошвы фундамента от фундамента:

N_fll = 0,025 • (6 • 3,3 {0,45 + 4,2 • 2,4 • 0,3 +1,8 • 3,6 • 0,3 + 3,0 • 1,2 • 0,75) = 0,414 МН от веса грунта, лежащего на уступах фундамента:

N_K/I = 0,0186 • (6,0 • 3,3 • 1,8 - 4,2 • 2,4 • 0,3 - 3,6 • 1.8 • 0.3 - 3,0 • 1.2 • 0.75) = 0,52 МН Тогда N„ = 2,3 + 0,414 + 0,52 = 3,234МН, а значение эксцентриситета внешней нагрузки составит

^{е = А/}^=%39 ^{= 0}'^77>0'^03/ = ⁰'¹⁸ Следовательно, фундамент необходимо рассчитывать как внецентренно нагруженный. Вычислим максимальное и минимальное краевые давления по граням фундамента.

Lb 6,0-3,3 " Lb Ж 6-3,3 3,3-6²

Lb W_x 6-3,3 3,3-6² Проверка условий: P_max = 0,198 < 1,2 • 0,25 = 0,3 Р_тш = 0,138 > 0, P_n = 0,164 < 0,25 Все условия выполняются, следовательно, размеры фундамента подобраны удовлетворительно.

Фундамент 3-3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДКИ ФУНДАМЕНТА МЕТОДОМ ПОСЛОЙНОГО СУММИРОВАНИЯ (сечение 3-3)

Вертикальная нагрузка N_(W =2259,84 кН и момент Ы_ш = -249,8к/7 м

Глубина заложения фундамента 3,8м. Размер подошвы фундамента 6,0x3,3 м Среднее давление под подошвой фундамента Р =164 кПа.

Находим значение эпюры вертикальных напряжений от действия собственного веса грунта по формуле <т_т = -h, и вспомогательной 0,2(7^

• на поверхности земли

cr_:g = 0 0,2<r_rjr = 0;

• на уровне подошвы фундамента

а_п0 = 0,0186 • 0,8 = 0,01488 МПа 0,2сг = °'^{003 МПа;}

• на уровне контакта 1-го и 2-го слоев

а^ = 0,0186 • 1 = 0,0186 МПа 0,2о\_х1 = 0,00372 МПа;

• на уровне контакта 2-го и 3-го слоев

a_:g2 = 0,0186 + 0,017 • 4 = 0,0866 МПа 0,2^, =0,0173 МПа;

• на уровне контакта 3-го и 4-го слоев

сг^ = 0,0866 + 0,02 • 4 = 0,1666 МПа 0,2<т_эд3 = 0,0333 МПа;

• на уровне контакта 4-го и 5-го слоев

a_v< = 0,1666 + 0,0191 • 4 = 0,243 МПа 0Лст^₄ = 0,0486 МПа;

• на уровне подошвы 5-го слоя с учетом взвешивающего действия воды

о < =0,243 + 0,0197-4 = 0,322 МПа 0,2cr,_s = 0,064 МПа

По полученным данным построим эпюры вертикальных напряжений и вспомогатель­ную эпюру. По формуле Р₀ = Р - ст_,₀ найдем дополнительное вертикальное давление по

подошве фундамента. />₀ =0,164-0,01488 = 0,14912^/7*/ Для фундамента стаканного типа в данном случае соотношение п - L b = 54/3 = 16>10; 77 =//6 = 1.8, чтобы избежать интерполяции зададимся соотношением ^ = о,4. тогда высота элементарного слоя грунта

Условие h, = 0,66 < 0,46 = 0,4 • 3,3 = 1,32 м удовлетворяется с большим запасом, поэтому в целях сокращения вычислений увеличим высоту элементарного слоя вдвое, чтобы с одной стороны соотношение £ было кратным 0.4, а с другой стороны, чтобы выполнялось прежнее условие Л, = 1,2 s 0,46 = 1,32 «.

Построим эпюру дополнительных вертикальных напряжений от внешней нагрузки в толще основания рассчитываемого фундамента, используя формулу и данные таблицы 1 (приложение 2 СНиП 2.02.01-83*). Определим нижнюю границу сжимаемой толщи по точке пересечения вспомогательной эпюры и эпюры дополнительного давления. Все вычисления приведем в табличной форме

Табл.8

1*	Наименование слоя ерумча	Z. н	J, *	а	<х„=аР„ мПа	S , МПа
t	Насыпной слой грунта	в	0	1	O.HiV	г»
г	Глина noymlfpdmM, непросаОочнаи млктмма	131 гм з.н	0.1 и	о.ш O.S'O о.зп	0. 49138 0 016191 o.osstn	я И
	СуеЛиНФК H^WMerVlTWM.	51*	it	от	о.ознн	в
}	просадичний Сложный средне; яинзынй.	> t	4	от	0.016 Н 5	б
	ненаВцхплций	in	4.1	Л»	0.011)06	в
	Суеямт по	(N	16	0.099	О ОН >6)	а
i	KfiiHHiiii	V 54	44	$07?	00IUI1	а
	налесжинаемыц i иl|jiiwii	ПИ	и	0.062	0 00914	а
	%м дяЛшЬ	lit	«	0.0SI	О ОО'60S	«в
S	пня...... 1 **»	н и	С*	ООН	ома*}
	^11" ' "" ^1	ЦП	и	м*	0 005 its	*0

Определим осадку фундамента, пренебрегая различием модуля деформации на границе слоев грунта, принимая во внимание, что данное предложение незначи-

^f»., ' К

тельно скажется на результатах расчета s = f)Y —

nZ Ш

где р - коэффициент, зависящий от коэффициента относительных поперечных деформаций /7-0,8; « *^аг. - среднее напряжение в i-ом элементарном

слое; h - высота i-го слоя грунта; Е, - модуль деформации i-го слоя грунта:

ПРОВЕРКА ДОСТА ТОЧНОСТИ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПОДСТИЛАЮЩЕГО СЛОЯ. Согласно инженерно - геологическим условиям строительной площадки, грунт третьего слоя просадочный суглинок является слабым грунтом, поэтому ширину подошвы фундамента следует назначать с учетом пониженной прочности данного слоя. Проверяем прочность подстилающего слоя грунта, залегающего на глубине 8 м от планировочной отметки, т.е. на глубине 4м ниже подошвы фундамента

Природное давление на кровлю подстилающего слоя: _a._t = I 0,0186 + 4 0,02 = 0,0986 МПа Дополнительное давление под подошвой фундамента Р₀ = 0.14912ЛЛю; Р = 0.ШМПа

Дополнительное вертикальное напряжение, действующее на кровлю слабого грун­та от нагрузки на фундамент a_v = а-Р_а =0.14912-0.251 =0.0374МЯа Полные вертикальные напряжения на кровлю подстилающего слоя будут равны <т + ст = 0.0986 + 0,0374 = 0,136 МПа < Л = 0.15МПа =>о_а + сг = 0.15МПа Расчетное сопротивление /? уплотненного или закрепленного грунта при условии недопущения просадки подстилающего слоя определяется по формуле:

R, = (Р_Н-а_щ + а а^)/a = (0.15-0.0744+ 0.251 0.0744)/0.251 =ШШщ§

Найдем ширину условного ленточного фундамента, предварительно определив ве­личину А. по формуле _ ^лм _ ^{3 234} _в 78 62л/ ' I а_т 0.0374

Тогда ширина подошвы условного фундамента

b. = J А. + а² -а = J78.62 + 1.35³ - 1,35 = 7,6 м; „i^,⁶'^, 135

2 2

Определим расчетное сопротивление суглинка просадочного. По таблице 3 СНиП2.02.01-83 для заданного соотношения L/H и показателя текучести J,=0,222 УспЩ

По таблице 4 СНиП 20201-83 для данного грунта М_у -0.39, М_ц =2.57, М₍ =5,15. Ко­эффициент к принимаем равным 1,1, т.к. характеристики грунта принимались по таблич­ным данным

Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента

₍₇₆.0,0186+2,57-2,0 0.0193+(2,57-|)-2,0 0.0193+9,58 0,015]= 0.359М7а

М, + ст, =0.15 МПа «R = 0,359 МПа Условие выполняется.Размеры фундамента изменять не требуется

РАСЧЕТ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА (сечение 3-3}

Требуется запроектировать фундамент под колонну каркасного здания, имеющего жесткую конструктивную схему соотношения L/H=54/19=2,84 По­дошва ростверка находится на отметке -2,8м, с учетом высоты ростверка 0,8м. В уровне спланированной отметки земли приложена вертикальная на­грузка N_(m =2259,84 кН и момент М₁ =-249,8 кН*м.

По грунтовым условиям сваю целесообразно заглубить в четвертый слой (суглинок полутвердый, малосжимаемый), т.к. вышележащий слой ИГЭ-3 явля­ется просадочным. В данных геологических условиях проектируем свайный фундамент с железобетонными сваями. По предварительным расчетам свая должна быть заглублена в полутвердый суглинок примерно на 1 м. Мини­мальная длина сваи I должна быть 1 = 0.1 + 0.2 + 4 + 4 + 1 + 1.2 = 10.5;

где 0,1-заделка сваи в ростверк; 0,2-бетонная подготовка под ростверк; 4,0; 4,0; 1,2 - толщины грунтовых слоев, 1,0 - минимальное заглубление сваи в несущий слой.

Выбираем стандартную железобетонную сваю С11-3.0 (ГОСТ 19804.1-79"), ее сечение 0,35x0,35м, длина 11м, длина острия 0,3м. Заделку сваи в ростверк назначаем 10см. Расчетная схема фундамента приведена на рис 8

Найдем несущую способность одиночной сваи-трения Площадь опирания сваи на грунт А=0.35х0.35=0.1225 м¹, периметр U=0,35x4=1,4м. Определим рас­четное сопротивление грунта по таблице 1 СНиП 2 02.03-85 для суглинка полутвердого, малосжимаемого, /, =0.0714, R=7.4 МПа при глубине погруже­ния нижнего конца сваи от поверхности грунта: h„=2,6+11*0,3-0,1=13,8м Для свай, погружаемых с помощью дизель-молотов, по таблице 3 СНиП 2 02.03-85 находим значения коэффициента условий работы грунта у_с1,= 1,0 под нижним концом сваи, Yd по боковой поверхности. Расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи / определяется в зависимости от средней глубины расположения Z, слоя и консистенции грунта /,.

Толщину грунта, прорезаемого сваей, разбиваем на слои толщиной не бо­лее 2 метров и определяем среднюю глубину расположения для каждого слоя:

111.И; Z, = 0,6.и; /, = 0,0528 МПа f h₂ = 2м; Z₂ = 2,2.u 1 /, = 0,056 МПа;

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, определяемая по формуле 2

СНиП 2.02.03-85 _N п Найдем требуемое количество сваи по фор-

Га 1.4

MUM: ___ '^ З-ЗОД

ЩгГкЩт 1.64 -1,4 1,05⁵ -2,8 0,023 '

Учитывая, что рассматриваемый фундамент является внецентренно на­груженным, окончательно принимаем количество свай в фундаменте п=5, размещая их по углам ростверка и в центре с шагом 2,15x0,35=0,75м.

Вычислим вес ростверка: ы_р„ =0,025-2,3-1,21 о,8 = о,ом5 ми

Вычислим вес грунта, располагающегося на ростверке:

N_tll «2,3 1,21 1.8 0.0186 = 0,108 МН Найдем расчетные значения указанных выше внешних нагрузок для 1-ой группы предельных состояний:

N0 ш 1.1 0.0645 - 0.071 МН Щл я 0,108-1,1 «0,119 МН N„ ш Щ + А/₍„, + N_M «0,119 + 0,071 + 2,305 = 2.495 МН Найдем значение усилия, приходящегося на каждую сваю:

Рис.7

Проверка условий: N^ = 0,708<N = \M N_m„ = 0,54<N«1.17, Все условия выполняются, следовательно, размеры фундамента подобраны удовлетворительно.

Вычислим усредненный угол внутреннего трения основания, прорезаемого Сваей: „ ■ 1 ХР,„Ч _ ' 35 I.4 + 17-4 + 19-4 + 32-1.8 _up_n * 4 I/, 4 1,4 + 4 + 4 + 1,8

Размеры условного фундамента определяют следующим образом. Считают, что снизу он ограничивается горизонтальной плоскостью БВ, проходящей через нижние концы свай, а с боков - вертикальными плоскостями АБ и ВГ,

, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на рас­стоянии а = l «11.2 /£5,6 = I.025.V,

где I =11.2м - глубина погружения свай в грунт от подошвы ростверка;

«г-= го. 4

Длина а, = 2,3+o,35+o.i+2-ii.2-<g5,6=4,2.к■ Ширина условного фундамента Ь, = 0,75 + О 35 + 0,1 + 2 11,2 • #5.6 «3,6 м ■

Определим вес свай, имея ввиду, вес сваи С11-35 равен 300 кг/м и вес острия 60кг) с_<еИ = 11 о.з+о.об» о.оззбмн: N = 4-о.оззб = o.i344 мн Вес ростверка \ _п > o,o6<i5,v// Вес грунта в объеме АБВГ:

,V_WJ =(4,2 - 035 ■ 2)- (3.6 - 0.35 • 2)- (0,0191 • 1,8 + 4 - 0,017 + 4 ■ 0.02 + 1.4 • 0.0186) + + (3,6 - 1.5)- 0.0186 • 0.8 + (4,2 - 0,6 - 0,8 - 0,3) • (3,6 - 0,4) • 1.8 0,0186 = 2,45МН Вычислим краевые напряжения под подошвой внецентренно нагруженного условного фундамента

2,45 + 23 + 0,0645 + 0,1344 0,25 6

Р ----------------------- +----- г = 0336 МПа

"" 4,2-3.6 3.6 4.2³

/> _ 2,45 + 23 + 0,0645 + 0,1344^ 0,25-6 _ 0^319

4,2 3,6 3.6-4J¹

Средние напряжения под подошвой условного фундамента будут равны

I а^м-м

" Lb 4,2-3.6

По таблице №4 СНиП 2.02 01-83 для суглинка полутвердого, малосжимае- мого, на который опирается подошва условного фундамента, имеющей угол внутреннего трения q> = 32.•/**), находим значения коэффициентов м. = 1.34; м =6.34; м_< =8.55. По таблице 3 СНиП 2.02.01-83 для заданного соотношения L/H y_CJ = 1,4/_п = 1,2. Коэффициент к принимаем равным 1,1, так как ха­рактеристики грунта принимались по табличным данным. Определим расчетное сопротивление грунта по формуле (7) СНиП 2 02.01-83'

Осредненный удельный вес грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента: у 'В U 0.0l9l+4-0,0l7 + 4-0,02 + 4-0,0186 _ж Щ_кН/ ЩШт

13 + 4 + 4 + 4 /м'

ный удельный вес грунтов, залегающих ниже подошвы условного фундамента

3.2-0.0191+4-0,0197

2J+4! /w

Приведенная глубина заложения фундамента■ = +л_|(.>< /г»»2+оа 0.025/0.0505»2.1 к =.hilL? [1341,1 3,6 0,019 + 634 2,1 0.0505 + (634 -1)• 2 -0,505 + 8.55- 0,003б] = 2,05 МПа Прове­ряем выполнение условий: р^ = оззб < 1,2 • 2,05 = 2,46; = 0.319 > 0, р.'0327<*»2.46 Все условия выполняются, следовательно, фундамент запро­ектирован верно.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДОК СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА (сечение 3-3}

Вычислим осадку свайного фундамента по схеме линейно-деформируемого полупространства, предварительно построив эпюру напряжений в толще ос­нования от действия собственного веса грунта.

Находим значение эпюры вертикальных напряжений от действия собст­венного веса грунта по формуле а^ Л, и вспомогательной 0,2а_т

• на уровне подошвы условного фундамента

СТ^ = 0,0186 • 1 + 0.017 ■ 4 + 0,02-4 + 0.0191 1.8 = 0.257 МПа 0.2 а_п0 = 0,0513 МП а

• значение напряжений от собственного веса грунта на границе чет­вертого u пятого слоев: - 0,257 +0.0191 -2,2 = 0,341 МПа 0,20^ = 0,0682 МПа

• ПО подошве пятого СЛОЯ: =0,341 + 0,0197 4 =0,4198МПа ОДсг^, = 0,08396 МПа

Полученные значения ординат напряжений отложим на геологическом

разрезе и построим эпюры напряжений от собственного веса грунта и вспо­могательную.

Дополнительное давление в уровне подошвы условного фундамента. Р₀ = 0.327 - 0.257 = 0.07МПа

Построим эпюру дополнительных вертикальных напряжений от внешней нагрузки в толще основания рассчитываемого фундамента, используя фор- мулу а^ = а-Р₀ и данные таблицы 1 (приложение 2 СНиП 2.02.01-83*). Нижнюю границу сжимаемой толщи находим по точке пересечения вспомогательной эпюры и эпюры дополнительных вертикальных напряжений, эта точка пере­сечения соответствует мощности сжимаемой толщи Я,.

Все вычисления приведены в табличной форме.

Чтобы избежать интерполяции зададимся соотношением £" = 0,4, тогда высота элементарного слоя грунта н, = <" -^ = 0,4 —»о,72.«- Условие

h, = 0,72 < 0,46, = 0,4 • 3,6 = 1.44 м удовлетворяется с большим запасом, поэтому в целях сокращения вычислений увеличим высоту элементарного слоя вдвое, чтобы с одной стороны соотношение Q было кратным 0,4, а с другой сторо­ны, чтобы выполнялось прежнее условие н, = 1.44 < о,4б, = 1,44

Определим осадку фундамента, пренебрегая различием модуля деформа­ции на границе слоев грунта, принимая во внимание, что данное предложе­ние незначительно скажется на результатах расчета s-/>Y

rr fij

где р - коэффициент, зависящий от коэффициента относительных поперечных деформаций /7 = 0,8

= * - среднее напряжение в i-ом элементарном слое

h - высота i-го слоя грунта,

£, - модуль деформации i-го слоя грунта.

0,8 • 1,44 (0,07 + 0,0577 0,0577 +0.03430.8-1,44 j 0ЛШЗ +0.0204 ₊ 0,0204 4-0^13 ]_₀ 0057 _{M =} o57ew 12 [ 2 ⁺ 2 J 40 { 2 * 2 J*

По нормам средняя осадка для такого типа зданий составляет 8,0см, следовательно, полная расчетная осадка здания не превышает допустимых величин. Основное условие расчета по второй группе предельных состояний удовлетворяется.

Табл. 9

№	Наименование слоя грунта	1. М	2 г <^тТ	а	<r*=oPQ МПа	Б , МПа
	Суглинок полутвердый,	0	0	г	0.07	Х2
1	насыщенный бодой.
	налосжипа емый, нена бух ахни ой	1,44	0 8	В.В24	0.057г	12
	Песо* крупный, средне j	2. В В	1.6	0.49	0.0313	40
2	плотности. насыщенный бодо-1.		и	0.291	0.02037	4 0
	малосжипаечыи	5.Н	х*	0,185	В. 0)295	4 0

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ Технико-экономическое сравнение вариантов производится по экономиче­ской эффективности. Кроме того, учитываются возможности выполнения ра­бот в сжатые сроки, необходимость осуществления котлованов при устрой­стве фундаментов и величины ожидаемых осадок

Сравниваемые варианты должны обеспечивать долговечность и восполне­ние функции сооружения в течение всего срока эксплуатации, рассчиты­ваться на все возможные комбинации загружения, которые передают над­земные конструкции.

5=5,81см (фундамент мелкого заложения/, 5=0,79 см (свайный фундамент) Т.к. деформации у фундамента мелкого заложения меньше, чем у свайно­го фундамента то фундамент мелкого заложения предпочтительнее.

Табл.10

N4* П/П	Наименование работ	Ед. изм	Объем	Стоимость робот	Цена
1	Разработка грунта под фундаменты при глубине котлована 1,5м	j N	2592		12182А
2	Крепление стенок котлована досками при глубине выработки до За.	9 N	306	0.85	260.1
3	Устройство ж/б фундаментов под колонны	4 М	7i 3.01	И,9	33362А96
	15805.00
Табл. 11
п/п	Наименование работ	Ед изм	Овьем	Стоимость работ	Цена
1	Разработка грунта под фундаменты при глубине котлована 1.3м	j н	2592	*.f	12182А
г	Крепление стенок котлована досками при глубине выработки до Зм.	1	285.6	0.85	2 i 2.76
3	Устройство ж/б свай до 12м с забивкой ж/б свай более 12м Устройство ростверков	3 м ] м 1 м	110,74 130.31 175Л	88А 86.1 28.3	9789А16 11222.27i А 963,82
	Звт. 67

В соответствии с табличными данными: выгоднее свайный фундамент.

РАСЧЕТ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА, Iсечение 1-1)

Исходные данные, Вертикальная нагрузка N,_m =689 9 кН и моменты

= -0,445 • 152,064 - 0,125 • 122,84 + 0,45 • (l 4,674 +170,5) = 135,64*// •.и = 0.345 • 152,064 - 52,46*// • и., угол Внутреннего трения грунта 32 град) Подошва ростверка находится на отметке - 1,450м

коэффициент условии работы грунта у,_н = 1.0 под нижним концом сваи, У =1,0 по боковой поверхности.

По предварительным расчетам свая должна быть заглублена в полутвер­дый суглинок примерно на 1 м. Минимальная длина сваи I должна быть /=0.1 + 0.2 +4 + 4 + 1+2,55 = 11,75/

где 0,1-заделка сваи в ростверк; 0,2-бетонная подготовка под ростверк; 4,0, 4,0; 2,55 - толщины грунтовых слоев, 1,0 - минимальное заглубление сваи в несущий слой.

Выбираем стандартную железобетонную сваю С12-3,0 (ГОСТ 19804,1-79'), ее сечение 0,35x0,35м, длина 12м, длина острия 0,3м. Заделку сваи в ростверк назначаем 10см. Расчетная схема фундамента приведена на рис. 10 Найдем несущую способность одиночной сваи-трения Площадь опирания сдай на грунт А=0.35х0.35=0.1225 м¹, периметр 0=0,35x4=1,4м Расчетное со­противление грунта для суглинка полутвердого, малосжимаемого, li =0.0714, R=7,37Mfla при глубине погружения нижнего конца сваи: h„-1,45+12+0,3-0,1-0,2=13,45м. Расчетное сопротивление грунта по боковой по­верхности сваи / определяется в зависимости от средней глубины распо­ложения Z, слоя и консистенции грунта I,.

Толщину грунта, прорезаемого сваей, разбиваем на слои толщиной не бо­лее 2 метров и определяем среднюю глубину расположения для каждого слоя. \ = 2,0*; Z, = 2,25 w; f_x = 0.036 МПа / Л, = 0,75-w; Z, = 3.625.«; /, = 0,058 МП а; К = 2.w; Z₃ = 5v; /₃ =0,056 Mlla; h_A=2 м; z, = 7л| Л- 0,06 МПа

м; Zj = 9.«; /, = 0,0265 МПа ; А₆=2.«; Z₆ я I!.«/ /,» 0,0297 МПа К - М 5.w; z, = 12.575.» / /, = 0,068 МПа

При полном водонасыщении % =1 ^у- ' >/ \=о87

¹ / w - «V I

Несущую способность одиночной сваи определяем по формуле:

I г

I»

Ъ*Гс \Га, * Л+ы%Га \ЙЛ -

= 1,0 (ко 7,37 0.1225 +1 ,4- (0.036 2 + 0.058 0,75 + 0,056 • 2 + 0.06 2 + 0,0265 2 + 0.0297 2 + 0.068 1,15)) = ^е 1.66 МПа

расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, определяемая по формуле 2 [НиП 20203-85

F 1.64 ' Г. " 1.4 '

Найдем требуемое количество свай по формуле:

_______ ]±0М--------

1,66-1.41,05' 1,45 0,023

Окончательно принимаем количество свай в фундаменте п=1.

Расчетная схема ростверка.

11.19

Рис. 9

Вычислим вес ростверка: N_pU = 0,025 • 1,2 • 1,0 • 0,8 = 0,024 МН ■ Вычислим вес грунта, располагающегося на ростверке

N_t„ = 1,2 • 1,0 • 0,45 ■ 0,0186 = 0,01 МН Найдем расчетные значения указанных выше внешних нагрузок для 1-ой группы предельных состояний:

- W „ + N... - 0,011 + 0,0264 + 0,638 = 0,6754 Ш

Проверка условий: n„ = 0,6754 < л* = I 19. Условие выполняется, следовательно, размеры фундамента подобраны удовлетворительно.

Вычислим усредненный угол внутреннего трения основания, прорезаемого Сваей:. = J ¹ 35-2.75 + 17-4 +19-4 +32-1.45 _=5g?

* 4 I/, "4 2,75 + 4 + 4 + 1,45

Условный фундамент ограничивается горизонтальной плоскостью БВ, проходящей через нижние концы свай, а с боков - вертикальными плоско­стями АВ и ВГ, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикаль­ных свай на расстоянии _a=i._tg^L=i2.2 ig 5,87 = 1,26.*,

где I =12,2м - глубина погружения свай в грунт от подошвы ростверка, р. Длина а = 1,2+2-11,2 #5.87 =3,7 м Ширина условного фундамента

4 *

Дата добавления: 2015-06-29