Проектирование фундаментов под 12-этажное здание в открытом котловане

Размещено на http://www.allbest.ru/

Московский государственный строительный университет

Кафедра Механика грунтов, оснований и фундаментов

Курсовой проект

Проектирование фундаментов под 12-этажное здание в открытом котловане

Факультет, курс, группа ИСА III-6

студент Смородинова И.А.

Консультант Юдина И.М.

Москва 2014



Содержание

Раздел 1. Изучение и обработка и анализ исходной информации, содержащейся в задании на проектирование

1.1 Конструкция сооружения, фундаменты, нагрузки

1.2 Основание сооружения и его оценка

Раздел 2. Привязка сооружения к инженерно-геологическому разрезу

Раздел 3. Определение основных размеров и разработка конструкций фундаментов мелкого заложения

3.1 Определение глубины заложения фундаментов наружных и внутренних стен

3.2 Определение размеров площади подошвы фундамента и разработка фундаментной конструкции

Раздел 4. Определение размеров конструктивных элементов свайного фундамента и разработка его конструкций.

4.1 Назначение предварительной глубины заложения ростверка dp его высоты hp и решение надростверковой конструкции (стеновой части фундамента). Выбор вида свай, их длины и поперечного сечения

4.2 Определение расчетной несущей способности грунта основания одиночной сваи (несущей способности сваи по грунту) Fd и расчетной нагрузки на сваю Рсв

4.3 Определение необходимого числа свай в свайном фундаменте, размещение их в плане, определение плановых размеров ростверка и его высоты

4.4 Проверка допустимости фактической нагрузки, передаваемой на сваю

4.5 Определение среднего вертикального давления p под подошвой условного фундамента и проверка выполнения условия p<R



Раздел 1. Изучение и обработка и анализ исходной информации, содержащейся в задании на проектирование

1.1 Конструкция сооружения, фундаменты, нагрузки

Требуется запроектировать фундаменты под жилое здание в 12 этажей. Размеры в плане: длина - 26,8 м., ширина - 14 м. Высота этажа 2,8 м., высота здания 30,06 м. Отметка пола первого этажа ±0.00 на 0,8 м выше отметки спланированной поверхности земли. Здание имеет подвал во всех осях, отметка пола подвала - 2,2 м.

Конструктивный тип здания - бескаркасный. Внутренние стены выполнены из сборных г/л панелей толщиной 10 см. Наружные стены - крупноблочные толщиной 40 см. Перекрытия выполнены из сборных многопустотных железобетонных плит толщиной 22см. Покрытие из сборных железобетонных плит.

В плане здание состоит из одной секции.

При наличии подвала постоянные и временные нагрузки увеличиваются:

На стену 1 - пост. на 18 кН/м, врем. на 2 кН/м.

На стену 2 - пост. на 12 кН/м, врем. на 4 кН/м.

Таблица 1

Величины постоянных и временных нагрузок на фундаменты с учетом нагрузок от перекрытия над подвалом.

		Нагрузка N, кН	NI, кН	NII, кН
Стена 1	Пост.	322	1,2((322+18)+(26+28))=441,6	1,0*((322+18)+(26+28))=368
	Врем	26
Стена 2	Пост.	474	1,2*((474+12)+(52+4))=650,4	1,0*((474+12)+(52+4))=542
	Врем	52



1.2 Основание сооружения и его оценка

Все имеющиеся грунты имеют класс природные дисперсные грунты, группа связные либо несвязные, подгруппа осадочные, тип минеральные.

Слой №1 (проба из шурфа №1 с глубины 1,0 м)

Насыпь не слежавшаяся,

Слой №2 (проба из шурфа №1 с глубины 2,0 м)

Исходные данные:

Таблица 2

Гранулометрический состав, % (размер частиц в мм)
>2.0	2.0-0.5	0.5-0.25	0.25-0.10	0.10-0.05	0.05-0.01	0.01-0.005	<0.005
-	0,6	1,2	2,8	24,6	58,8	6,64	5,36

1. Вид грунта

Число пластичности

,

= 24,4-20,0=4,4%

Число пластичности превышает значение 1%, следовательно, данный грунт считаем глинистым.

Разновидность по числу пластичности

Число пластичности лежит в пределах , следовательно, данный глинистый грунт имеет разновидность супесь по таблице 11 приложения Б [1]

Разновидность грунта по показателю текучести

,

.

Показатель текучести лежит в пределах -0,52 <0, следовательно, данная супесь является твердой

1. Коэффициент пористости грунта

3. Расчетное сопротивление

По таблице 3 для пылевато-глинистых грунтов со значением коэффициента пористости и показателя текучести грунта расчетное сопротивление находится интерполяцией

Таблица 3

Пылевато-глинистые	Коэффициент пористости е	Значения RO, кПа (кгс/см2), при показателе текучести грунта
грунты		IL = 0	IL = 1
Супеси	0,5	300 (3)	300 (3)
	0,7	250 (2,5)	200 (2)



Таблица 4

IL е	IL= 0	-0,52	IL = 1
е1= 0,5	300		300
е= 0,68
е2= 0,7	250		200

Ro=кПа

Слой №3 (проба из шурфа №1 с глубины 3.5 м)

Исходные данные:

Таблица 5

Гранулометрический состав, % (размер частиц в мм)
>2.0	2.0-0.5	0.5-0.25	0.25-0.10	0.10-0.05	0.05-0.01	0.01-0.005	<0.005
-	20,38	36,14	34,84	4,24	4,08	0,24	0,08

1. Вид грунта

Т. к. отсутствуют значения характеристик пластичности - влажности на границе текучести и влажности на границе раскатывания , принимаем число пластичности равным нулю, следовательно, данный грунт считаем песчаным.

Разновидность по гранулометрическому составу

Процентное содержание по массе частиц

>2.0мм=0%<25%

>0.5мм =20,38<50%

>0.25мм =20,38+36,14 = 56,52%>50%

Процентное содержание по массе частиц >0.25мм превышает 50%, следовательно данный грунт относится к пескам средней крупности.

2. Коэффициент пористости грунта

Коэффициент пористости находится в пределах 0,55<0,645<0,7 , следовательно, данный песок средней плотности по таблице 18 приложения Б [1]

2. Степень водонасыщенности грунта

,

где

=10- удельный вес воды.

Степень водонасыщенности лежит в пределах => данный грунт является насыщенным водой (ГОСТ 25100-95 Приложение Б Таблица Б. 17)

4. Расчетное сопротивление

По Таблице приложения насыщенные водой пески средней крупности средней плотности имеют расчетное сопротивление

Слой №4 (проба из скважины №1 с глубины 7,0 м)

Исходные данные:

Таблица 6

Гранулометрический состав, % (размер частиц в мм)
>2.0	2.0-0.5	0.5-0.25	0.25-0.10	0.10-0.05	0.05-0.01	0.01-0.005	<0.005
13,56	25,96	18,69	24,35	8,68	1,62	3,18	3,96



1. Вид грунта

Т. к. отсутствуют значения характеристик пластичности - влажности на границе текучести и влажности на границе раскатывания , принимаем число пластичности равным нулю, следовательно, данный грунт считаем песчаным.

Разновидность по гранулометрическому составу

Процентное содержание по массе частиц >2.0мм=13,56%<25%

>0.5мм =13,56+25,96=39,52<50%

>0.25мм =13,56+25,96+18,69=58,21%>50%

Процентное содержание по массе частиц >0.25мм превышает 50%, следовательно данный грунт относится к пескам средней крупности.

2. Коэффициент пористости грунта

Коэффициент пористости находится в пределах 0,55<0,636<0,7, следовательно, данный песок средней плотности.

3. Степень водонасыщенности грунта

Степень водонасыщенности лежит в пределах => данный грунт является насыщенным водой.

4. Расчетное сопротивление

По Таблице приложения насыщенные водой пески средней крупности средней плотности имеют расчетное сопротивление

Слой №5 (проба из скважины №1 с глубины 8.0 м)

Исходные данные:

Таблица 7

Гранулометрический состав, % (размер частиц в мм)
>2.0	2.0-0.5	0.5-0.25	0.25-0.10	0.10-0.05	0.05-0.01	0.01-0.005	<0.005
-	0,67	0,64	2,45	11,32	29,58	13,54	41,80

1. Вид грунта

Число пластичности

>1%

Число пластичности превышает значение 1%, , следовательно, данный грунт считаем глинистым.

Разновидность по числу пластичности

Число пластичности 27,9> 17%, следовательно, данный глинистый грунт имеет разновидность глина.

Разновидность грунта по показателю текучести

Показатель текучести -0,0036 < 0,следовательно, данный грунт представлен твердой глиной.

2. Коэффициент пористости грунта

3. Расчетное сопротивление

По Таблице приложения для твердых глин со значением коэффициента пористости и показателя текучести грунта расчетное сопротивление

Слой №6 (проба из скважины №1 с глубины 12,0 м)

Исходные данные:

Таблица 8

Гранулометрический состав, % (размер частиц в мм)
>2.0	2.0-0.5	0.5-0.25	0.25-0.10	0.10-0.05	0.05-0.01	0.01-0.005	<0.005
-	0,87	8,37	12,78	7,66	24,96	33,66	11,70

1. Вид грунта

Число пластичности

>1%

Число пластичности превышает значение 1%, следовательно, данный грунт считаем глинистым.

Разновидность по числу пластичности

Число пластичности находится в пределах 7<8,8<17%, следовательно, данный глинистый грунт имеет разновидность суглинок.

Разновидность грунта по показателю текучести

Показатель текучести -0,784 < 0,следовательно, данный грунт представлен твердым суглинком.

2. Коэффициент пористости грунта

3. Расчетное сопротивление

По Таблице 9 для суглинков со значением коэффициента пористости и показателя текучести грунта расчетное сопротивление находится с помощью интерполяции

Таблица 9

Пылевато-глинистые	Коэффициент пористости е	Значения RO, кПа (кгс/см2), при показателе текучести грунта
грунты		IL = 0	IL = 1
	0,7	250	180
Суглинки	0,857
	1,0	200	100

Ro==0,477*304,88+0,523*278,4=291кПа

Таблица 10

Сводная таблица физико-механических свойств грунтов

№ сл.	Полное наименование грунтов	?, кН/м3	?S, кН/м3	Sr,	W, %	, о	c, кПа	Jp, %	JL, %	e	Ro, кПа
1	Насыпь не слежавшаяся	17,64	-	-	-	-	-	-	-	-	-
2	Супесь твердая	18,82	26,85	-	17,7	20	13	4,4	-0,52	0,68	278,4
3	Песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой	19,5	26,36	0,905	21,7	29	-	-	-	0,645	400
4	Песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой	19,7	26,26	0,957	22,7	31	-	-	-	0,636	400
5	Глина твердая	20,48	27,05	-	21,3	18	50	27,9	0	0,602	500
6	Суглинок твердый	18,13	26,95	-	24,9	17	16	8,8	-0,784	0,857	291



Раздел 2. Привязка сооружения к инженерно-геологическому разрезу

Тип фундаментов - ленточный фундамент мелкого заложения. Фундаменты по всей площади здания опираются на один слой. Основанием служит твердая супесь, имеющая расчетное сопротивление Ro = 278,4кПа.



Раздел 3. Определение основных размеров и разработка конструкций фундаментов мелкого заложения

3.1 Определение глубины заложения фундаментов наружных и внутренних стен

Глубина заложения фундамента определяется по формуле:

,

здание фундамент свайный сооружение

где

hc - высота цоколя - разность отметок 0,00 и поверхности планировки, hc=0,8 м;

hs - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента (до пола подвала), hs =0,3 м;

hcf- толщина цементного пола подвала, hcf=0,2 м;

hn - расстояние от чистого пола первого этажа до пола подвала, hn =2,2 м;

d=2,2+0,3+0,2-0,8=1,9м.

Определение глубины заложения фундамента от глубины промерзания

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется:

Где kh - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания. При t=+10?С в подвале kh=0,6.

dfn - нормативная глубина промерзания



d0 = 0,28 - супесь и средней крупности песок

Mt = 32,8 - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в городе Елец.

Принимаем глубину заложения d=1,9м.

3.2 Определение размеров площади подошвы фундамента и разработка фундаментной конструкции

Ширина фундаментной подушки

,

Где NII =368кПа и 542кПа - расчетная вертикальная нагрузка для расчетов по второму предельному состоянию для стен 1и 2 соответственно

Ro=278,4кПа - расчетное сопротивление грунта рабочего слоя грунта

d= 1,9м - глубина заложения фундамента

yср= 20кН/м³ - осредненное значение удельного веса материалов фундамента и грунтовой пригрузки, принимаемое ?ср=20

Для стены 1: b1= м

Для стены 2: b2= м

Требуемая ширина b подошвы фундамента не должна превышать стандартной ширины по ("Каталог конструктивных элементов фундаментов гражданских и административных зданий"): для ленточных фундаментов максимальная ширина b=3,2 м.

По каталогу выбираем фундаментную плиту с шириной ближайшей к требуемой b=1,53 и 2,26м. Выбрали ФЛ16.24 шириной b=1,6м, длиной l=3,0 м, высотой h=0,3м, 3-й несущей способности (допустимое среднее давление под подошвой до 350 кПа)- для стены 1.

Выбрали ФЛ24.24 шириной b=2,4 м, длиной l=3,0 м, высотой h=0,5 м, - для стены 2.

При этом корректируем значения глубины заложения фундамента d для стены 2, т.к. высота фундаментной плиты ФЛ24.24 равна 0,5 м вместо 0,3 м:

d= 2,2-0,8+0,2+0,5=2,1 м

Площадь подошвы фундамента должна соответствовать условию:

pII?R,

где pII - среднее давление на грунт под подошвой фундамента от расчетной нагрузки второго предельного состояния;

R - расчетное сопротивление слоя грунта, на который опирается подошва фундамента.

Собственный вес 1 пог. м фундамента QII складывается из веса железобетонной плиты ФЛ16.24 (ФЛ24.24), трех бетонных стеновых фундаментных блоков сплошных ФБС 24.4.6(ФБС 24.4.6), одного доборного ФБС 24.4.3 и одной кирпичной кладки (высотой 8 см) и пригрузки от пола подвала на внутренней консольной части ак опорной плиты.

QII=b*h*жб+ bб*hб*б*n+ bкирп*hкирп*кирп+ак* hcf*cf



Удельный вес бетона блоков ФБС и пола подвала принят равным ?б=?cf =22 кН/м³.

Удельный вес железобетона фундаментной плиты ФЛ принят равным ?жб =24 кН/м³.

Удельный вес кирпичной кладки принят равным ?кирп =17 кН/м³.

Вес грунта на консольной части фундаментной плиты с наружной стороны:

GII = ак ? h?1 ? ? оз

ак=0,5 и 0,9м - вылет консольной части плиты в сторону обратной засыпки (и в сторону подвала при вычислении веса пола подвала, входящего в QII);

? оз = 18кН/м³ - удельный вес обратной засыпки.

Для стены 1 GII=0,5*1,9*1*18=17,1кН/м

Для стены 2 GII=0

Для стены 1

=34,34кН/м

Для стены 2

=51,78кН/м

Итак: - среднее давление на грунт составляет

Для стены: р1II=(368+17.1+34,34)/1,6=262,15кПа

Для стены 2: р2II=(542+0+51,78)/2,4=247,4кПа

Проверка расчетного сопротивления грунта основания по II-му предельному состоянию по формуле:



,

где

с1 и с2 - коэффициенты условий работы,

- коэффициент для пылевато-глинистых грунтов,

с2 = 1,05 - для пылевато-глинистых грунтов для сооружений с полужесткой конструктивной схемой при отношении длины сооружения к высоте ;

k=1- коэффициент для грунтов, прочностные характеристики которых ( и с) определены непосредственными испытаниями;

М, Мq, Mc - коэффициенты, принимаемые для

, ;

kz=1 - коэффициент при b<10 м.;

b =1,6 и 2,4м - ширина подошвы фундамента

?II =18,82 кН/м³ - удельный вес грунта, залегающего ниже подошвы фундамента

=18,3 и 18,82 кН/м³ - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента во взвешенном состоянии, определяется по формуле

Для стены 1 ==18,3 кН/м³

Для стены 2 ==18,82 кН/м³

СII=13кПа - расчетное значение удельного сцепления супеси - грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента,

d1 - приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле

,

где =0,3 и 0,5 м - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала;

м. - толщина конструкции пола подвала;

- расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала;

=18,3 и 18,82 м - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента во взвешенном состоянии

Для стены 1

d11=0,3+0,2*22/18,3=0,54 м

Для стены 2

d21=0,5+0,2*22/18,82=0,73 м

db =1,4м - глубина подвала.

Найдем R для стены 1:

R1==225кПа

Сверим полученные значения

Для стены 1 pII=262,15кПа R=225,0кПа условие не выполнено, принимаем ближайшую по размеру в сторону увеличения типовую фундаментную плиту ФЛ20.24 с шириной b=2,0 м, высотой hs=0,5 м и определяем новое значение R при такой ширине плиты:

R1==230,7кПа

Определяем новые значения QII и GII с учетом новой фундаментной плиты.

=45,22кН/м

GII=0,7*1,9*1*18=23,94кН/м

p1II=(368+45,22+23,94)/2,0=218,6кПа

рII=214,83< R= 230,7кПа условие выполнено

*100%=5,3%

Превышение расчётного сопротивления R над средним давлением, действующим под подошвой ленточного фундамента рII не должно составлять более 10%. Условие выполнено,следовательно, фундамент подобран экономично.

Для стены 2:

R2= =253,2кПа

Для стены 2 pII=247,4кПа < R=253,2кПа условие выполнено

*100%=2,3%, фундамент подобран экономично.



Раздел 4. Определение размеров конструктивных элементов свайного фундамента и разработка его конструкций.

4.1 Назначение предварительной глубины заложения ростверка dp его высоты hp и решение надростверковой конструкции (стеновой части фундамента). Выбор вида свай, их длины и поперечного сечения

Принимаем планировочную отметку +149,80 м. Из конструктивных особенностей здания отметка верха ростверка +148,2 м, dp=2,1 м. Высоту ростверка принимаем hp=0.5 м. Учитывая заглубление сваи в опираемый слой не менее 3м. по СНиП[5], выбираем сваю С50.30 сечением 30х30см. длиной 4м. Рабочая длина сваи 3,9 м., свая заглублена в III слой - песок средней плотности, средней крупности на 3,8 м.

4.2 Определение расчетной несущей способности грунта основания одиночной сваи (несущей способности сваи по грунту) Fd и расчетной нагрузки на сваю Рсв

Расчетной нагрузки на сваю Рсв определяется по формуле:

,

где

=1.4 - коэффициент надежности

- несущая способность сваи, определяется по формуле:

,



где

=1- коэффициент условия работ сваи в грунте

- коэффициенты работы грунта соответственно под нижним концом и боковой поверхностью сваи

- расчетное сопротивление грунта под острием сваи при глубине погружения нижнего конца сваи на 6м по таблице 1 [5]

=0.3?0.3=0.09 м² - площадь поперечного сечения сваи,

=0.3?4=1.2м. - наружный периметр поперечного сечения сваи,

- расчетное сопротивление -го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, принимаемое по таблице 2 [4],

- высота -го участка , не более 2 м.

Для слоя II - супесь твердая:

Таблица 11

Средняя глубина расположения слоя грунта zi, м.	Расчетное сопротивление -го слоя грунта основания на боковой поверхности забивной сваи , кПа
	IL=0,2	IL=-0,52	IL=0,3
2	42		30
2,15		49,22
3	48		35

Для слоя III - песок средней плотности, средней крупности:

Таблица 12

Средняя глубина расположения слоя грунта zi, м.	Расчетное сопротивление -го слоя грунта основания на боковой поверхности забивной сваи , кПа
3	48
3,2	49
4	53



Для слоя III - песок средней плотности, средней крупности:

Таблица 13

Средняя глубина расположения слоя грунта zi, м.	Расчетное сопротивление -го слоя грунта основания на боковой поверхности забивной сваи , кПа
5	56
5,1	56,2
6	58

Тогда несущая способность сваи будет:

Расчетная нагрузка на сваю:

.

4.3 Определение необходимого числа свай в свайном фундаменте, размещение их в плане, определение плановых размеров ростверка и его высоты

Для стены 1 (внешняя стена)

Необходимое число свай определяется по формуле:

n= ,

где

N1I =441,6 кН - нагрузка по первому предельному состоянию по Таблице 1;

- сторона сваи;

h=2,9 м - высота ростверка и надростверковой подземной конструкции, нагрузка от которых не вошла в расчет при определении N1;

ср=20 - средний удельный вес грунта и бетона над ростверком

Тогда требуемое количество свай будет:

n==1,26 сваи на пог. м

Определяем расстояние а между осями свай.

а= =0,79м

Сваи в составе фундамента должны размещаться на расстоянии, равном (3-6) d между их осями. Очевидно, что наиболее экономичным был бы ростверк с однорядным расположением свай при расстоянии а между их осями, равном 3d=0,9 м. Но, так как полученное значение а=0,79 м < 0,9 м, приходится принимать двухрядное расположение свай, с тем, чтобы расстояние между соседними сваями одного и другого рядов составляло 3d=0,9 м, а по длине ростверка -0,79 м. При этом расстояние Ср между рядами свай определяется из треугольника abc (рис. 10.2).

Ср= ==0,43 м.

Расстояние от внешней грани вертикально нагруженной сваи до края ростверка принимается равным 0,3d + 5 см при двухрядном размещении свай (d - в см), но не менее 10 см. Исходя из этого, получаем ширину ростверка (рис. 10.2):

bp= Ср+d+2*(0,3*d+5) =0,43+0,3+2*(0,3*30+5)=1,0 м.

Итак, полученные размеры ростверка составляют: ширина b1p=1,0 м, высота hp=0,5 м.

Для стены 2 (внутренняя стена)

Необходимое число свай определяется по формуле:

n= ,

где

N2I =650,4 кН - нагрузка по первому предельному состоянию по Таблице 1;

- сторона сваи;

h=2,9м - высота ростверка и надростверковой подземной конструкции, нагрузка от которых не вошла в расчет при определении N1;

ср=20 - средний удельный вес грунта и бетона над ростверком

Тогда требуемое количество свай будет:

n==1,87 сваи на пог. м

Определяем расстояние а между осями свай.

а= =0,54 м

Принимаем двухрядное расположение свай. При этом расстояние СР между рядами свай определяется из треугольника abc.

Ср= =0,72 м.

Расстояние от внешней грани вертикально нагруженной сваи до края ростверка принимается равным 0,3d + 5 см при двухрядном размещении свай (d - в см), но не менее 10 см. Исходя из этого, получаем ширину ростверка:

bp= Ср+d+2*(0,3*d+5) =0,72+0,3+0,28=1,3 м.



Итак, полученные размеры ростверка составляют: ширина b2p=1,3 м, высота hp=0,5 м.

4.4 Проверка допустимости фактической нагрузки, передаваемой на сваю

Для стены 1

1. Нагрузку на сваю можно найти из формулы:

,

где

- нагрузка от здания, рассчитанная по первому предельному состоянию;

Вес ростверка Qр=1,0·1·0,5·24=12 кН;

Вес надростверковой конструкции Qнк (одного пог. м стены подвала) из 3х блоков ФБС24.4.6, одного доборного блока ФБС 24.4.3 и одной кирпичной кладки, высотой 8 см:

Qнк=0,4*22(0,6*3+0,3)+0,08*0,4*17=19,0 кН;

Общий вес Q ростверка и надростверковой конструкции:

Q=Qр+Qнк=12+19,0=31,0кН;

При вычислении Qнк приняты удельные веса: бет =22 , кирп=17кН/м³

Вес грунта на внешнем обрезе ростверка



Gгр= (1,0-0,4)/2*1,6*ср

где ср - средний удельный вес засыпки пазухи:

ср = ==18,23

Gгр=0,3*1,6*18,23=8,75кН.

Пригрузка внутреннего обреза ростверка бетонным полом подвала Gп

Gп=0,3·0,2·1·22=1,32 кН.

Общий вес G пригрузки ростверка грунтом и полом подвала:

G=Gгр+Gп=8,75+1,32=10,07кН. - вес фундамента

Тогда нагрузка на сваю будет:

=389,6кН

2. Несущая способность сваи

Рсв=393 кН

389,6<393=Рсв, следовательно, проверка выполняется и фундамент экономичен.

Для стены 2 (внутренняя стена)

1. Нагрузку на сваю можно найти из формулы:

,

где

- нагрузка от здания, рассчитанная по первому предельному состоянию;

Вес ростверка Qр=1,3·1·0,5·24=15,6 кН;

Вес надростверковой конструкции Qнк (одного пог. м стены подвала) из 3х блоков ФБС24.4.6, одного блока ФБС 24.4.3 и одной кирпичной кладки высотой 8 см:

Qнк=0,4*22(0,6*3+0,3)+0,08*0,4*17=19,0кН;

Общий вес Q ростверка и надростверковой конструкции:

Q=Qр+Qнк=15,6+19,0=34,62кН;

При вычислении Qнк приняты удельные веса: бет =22

Вес грунта на внешнем обрезе ростверка Gгр= 0

Пригрузка внутреннего и внешнего обрезов ростверка бетонным полом подвала Gп

Gп=0,3·0,2·1·22*2=2,64 кН.

Общий вес G пригрузки ростверка грунтом и полом подвала:

G=Gгр+Gп=0+2,64=2,64 кН. - вес фундамента

Тогда нагрузка на сваю будет:

=373,7кН

2. Несущая способность сваи

Рсв=393 кН

373,7< 393=Рсв, следовательно, проверка выполняется и фундамент экономичен.

4.5 Определение среднего вертикального давления p под подошвой условного фундамента и проверка выполнения условия p<R

Определение среднего давления р под подошвой условного фундамента.

Для вычисления р необходимо определить площадь подошвы условного ленточного фундамента Аусл и нагрузки, передающиеся на эту площадь от собственного веса всех элементов, входящих в объем условного фундамента, а также и от сооружения.

а) Площадь условного ленточного фундамента:

Aycл=b усл* 1 пог м= b усл=Ср+2*+2*lcB*tg ,

где

ср - среднее значение угла внутреннего трения грунтов, залегающих в пределах рабочей длины сваи lсв=3,9 м.

ср=

ср= =19,48ср/4=4,87 tg4,87=0,085

Для стены 1 (внешняя стена)

b 1усл=0,43+2*0,3/2+2*3,9*0,085=1,4 м А1усл=1,4 м²

Для стены 2 (внутренняя стена)

b 2усл=0,72+2*0,3/2+2*3,9*0,085=1,68 м А2усл=1,68 м²

б) Объемы условного фундамента, всех входящих в него конструктивных элементов и грунта:

- условного фундамента:

Vусл=Аусл*hусл;

V1усл=1,4*6=8,4 м³; V2усл=1,68*6=10,08 м³

- ростверка: V1p=1,0*0,5*1=0,5 м³; V2p=1,3*0,5*1=0,65 м³

- части стены подвала, расположенной ниже верха условного фундамента (ниже отметки DL): Vчсп= 0,4*1,6*1=0,64 м;

- части пола подвала (справа от стены подвала): V1чпп=(1,4-0,4)/2*0,2*1=0,1 м³; V2чпп=(1,68-0,4)*0,2*1=0,256 м³

- части подвала, примыкающего к стене и ограниченного справа стороной условного фундамента: V1чп=0,5*1,4*1=0,7 м³; V2чп=1,28*1,4*1=1,792 м³

- грунта:

Vгр.усл.=Vусл-Vр-Vчсп-Vчпп-Vчп

V1гр.усл.=8,4-0,5-0,64-0,1-0,7=6,46 м³; V2гр.усл=10,08-0,65-0,64-0,256-1,792=6,742 м³

Объем свай не вычитается из объема Vусл. При подсчете веса грунта в условном фундаменте Gгр.усл. не учитывается увеличение его удельного веса срупл за счет уплотнения при забивке свай. Принимается, что

Gгр усл=Vгр усл*ср(Vгр усл-Vсв)*срупл

в) Нагрузки от собственного веса всех составных частей условного фундамента и от сооружения:

- ростверка и всей надростверковой конструкции, то есть всей стены подвала, включая ее часть, расположенную выше отметки DL:

Q=Qp+Qнк: Q1=31кН;

Q2=34,62кН

- части пола подвала

Qчпп=Vчпп*б;



Q1чпп=0,1*22=2,2кН; Q2чпп=0,256*22=5,632кН

- свай (n1=1,26; n 2= 1,86 сваи с рабочей длиной lсв=3,9 м, из которых 3,8 м - в водонасыщенном грунте): Q1св=0,32*3,9*24*1,26 =10,61 кН; Q2св=0,32*3,9*24*1,86=15,67кН

- грунта в объеме условного фундамента:

Qгр=Vгр.усл.*II ср усл;

II ср усл===10,35кН/м³

II 3==5,69кН/м³

G

G1гр= 6,46*10,35=66,86кН; G2гр=6,742*10,35=69,78кН

г) Среднее давление р под подошвой условного фундамента

p=

р1 = = 341,9 кПа;

2==397,4кПа

Вычисление расчетного сопротивления R по формуле (7) СНиП [6] для песка средней крупности, средней плотности (IIIслой), залегающего под подошвой условного фундамента.

,



а) Для стены 1

?с1=1,4; =1,15, =1,06;=5,26; =7,675;=1, k=1, , bусл=1,4 м

3=5,69кН/м³, =ср усл=10,35 кН/м³

=(0,5+3,9)+0,2*22/10,35=4,825м.

СII=0

= 535,89кПа.

Условие p?R выполняется: 341,9 кПа<535,89 кПа.

б) Для стены 2

bусл=1,68 м

=538,6кПа

Условие p?R выполняется: 397,4 кПа<538,6 кПа.

Размещено на Allbest.ru

...