Расчёт фундамента промышленного здания

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

1.Исходные данные

Рассчитываем и проектируем основания и фундаменты одноэтажного однопролетного промышленного здания. Габаритные параметры и характеристика условий строительства приводятся в таблице 1.

фундамент грунт здание основание

Таблица 1

L1, м	H1, м	hп, м	Q1, т	tвн, оС	Район строительства	Mt	S0, кПа	W0, кПа
36	25,2	-4.2	10	10	Соликамск	59,6	2,0	0,30

Стальные колонны основного каркаса имеют шарнирное сопряжение со стальными фермами, шаг колонн каркаса 12 м. Шаг стальных стоек торцевого фахверка 6 м.

Инженерно-геологические условия площадки строительства установлены бурением 4 скважин на глубину 20 м (таблица 2).

Таблица 2

№ слоя	Тип грунта		Толщина слоя, м
			скв.1 98,7	скв.2 97,0	скв.3 96,10	скв.4 95,70
1	Почвенно-растительный слой	h0	0,30	0,30	0,30	0,30
2	Суглинок	h1	4,0	3,8	3,5	4,0
3	Суглинок	h2	1,9	1,7	2,0	1,8
4	Пески мелкие	h3	Толщина слоя бурением до глубины 20 м не установлена

Подземные воды во всех скважинах распложены на глубине 0,9 м от отметки природного рельефа NL.

Данные химического анализа подземных вод по агрессивности представлены в таблице 4.



Таблица 4

Показатель агрессивности	Значение показателя
Бикарбонатная щелочность ионов HCO3, мгэкв/л	2,3
Водородный показатель pH, мгэкв/л	7,3
Содержание, мг/л
агрессивной углекислоты CO2	20
аммонийных солей ионов NH4+	90
магнезиальных солей, ионов Mg2+	1900
щелочей	-
сульфатов, ионов SO42-	800
хлоридов, ионов Cl-	2200

2. Определение нагрузок действующих на фундаменты

Наиболее нагруженным является фундамент по оси А, нормативные значения усилий для этих фундаментов приведены в таблице 5.

Таблица 5

Усилия и ед. измерения	Нагрузки
	постоянная(1)	снеговая(2)	ветровая(3)	крановая(4)
Nn,кН	1125,0	113,0	0,0	236,0
Mn, кНм	375,0	78,0	±41	±238
Qn,кН	58,0	5,0	±31	±49

Комбинация расчетных сочетаний нагрузок устанавливаются из анализа реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок. В зависимости от учитываемого состава нагрузок различают основное сочетание, состоящее из постоянных (Пост), длительных (ВрДл) и кратковременных (ВрКр) нагрузок и особые сочетания, включающие постоянные, длительные, кратковременные и одну из особых нагрузок.

Для расчетов по деформациям (гf= 1,0 - коэффициент надежности по нагрузке):

Ncol,II = Nn·f = 1463,7·1 = 1463,7кН

Mcol,II = Mn·f = 683,9·1 = 683,9кНм

Qcol,II = Qn·f = 133,2·1 =133,2кН

Для расчетов по несущей способности (гf = 1,2 - коэффициент надежности по нагрузке):

Ncol,I=Nn·f = 1463,7·1,2=1780,44кН

Mcol,I=Mn·f = 683,9·1,2=820,68кНм

Qcol,I = Qn·f = 133,2·1,2 = 159,84кН

Значения расчетных усилий на уровне обреза фундаментов по осиА:

Таблица 6

Ппо 1-ой группе предельных состояний, гf= 1,2	По 2-ой группе предельных состояний, гf= 1,0
Ncol,I,кН	Mcol,I, кНм	Qcol,I,кН	Ncol,II, кН	Mcol,II, кНм	Qcol,II,кН
1780,44	820,68	159,84	1463,7	683,9	133,2

3. Оценка инженерно-геологических и гидрологических условий площадки строительства

Вычисляем необходимые показатели свойств и состояния грунтов по приведенным в таблице 3 исходными данными. Результаты приведены в таблице 7:

Таблица 7

Показатели свойств и состояния грунтов (вычисляемые)

Тип грунта	d, т/м3	n, %	e	Sr	Ip, %	IL	I, кН/м3	II, кН/м3	s, кН/м3	sb, кН/м3	Rусл, кПа
Суглинок	1,54	42,96	0,75	-	10	0,35	18,64	18,84	26,49	9,42	273,73
Суглинок	1,53	43,96	0,78	-	15,5	0,68	18,54	18,74	26,78	8,59	229,46
Пески мелкие	1,53	43,96	0,78	-	-	-	18,93	19,13	19,42	4,91	720,22

где: Ip- Число пластичностиIp = WL - Wр;

d- Плотность сухого грунта d =?n/(1 + 0,01W);

n- Пористость n = (1 - d/s)100%;

e- Коэффициент пористости e = n/(100 - n);

IL - Показатель текучести IL= (W - Wр)/(WL - Wр);

Расчетные значения удельного веса и удельного веса частиц:

I = Ig;II = IIg;s = sg;

Удельный вес грунта, расположенного ниже УПВ, с учетом взвешивающего действия воды:

sb=s - w)/(1+e), где w = 10 кН/м3 - удельный вес воды.

Слой 2 - Суглинок

p = 32,9-22,9= 10%

d =(1 + 0,0126,4)= 1,54т/м3

n = (1 - 1,54/2,70)100%= 42,96%

e = 42,96/(100 - 42,96)= 0,75

IL = (26,4- 22,9)/(32,9 - 22,9) = 0,35

I = 1,909,81 = 18,64; II = 1,929,81 = 18,84; s = 2,709,81 = 26,49 (кН/м3 )

sb =?26,49 - 10)/(1+0,75) = 9,42 кН/м3.

Слой 3 - суглинок

Ip= 31,9-16,4= 15,5%

d =/(1 + 0,0126,9)=1,53т/м3

n = (1 - 1,53/2,73)100%= 43,96%

e = 43,96/(100 - 43,96)= 0,78

IL = (26,9- 16,4)/(31,9 - 16,4) = 0,68

I = 1,899,81= 18,54;II= 1,919,81= 18,74;s = 2,739,81= 26,78 (кН/м3 )

sb=26,78 -10)/(1+0,78)= 9,43 кН/м3.

Слой 4 - песок мелкий

d =98/(1 + 0,0121,7)=1,63т/м3

n = (1 - 1,63/2,67)100%= 43,95%

e = 43,95/(100 - 43,95)= 0,78

I = 1,939,81= 18,93;II= 1,959,81= 19,13;s = 1,989,81= 19,42(кН/м3 )

sb=5,42 - 10)/(1+0,92)= 4,91 кН/м3.

Для определения условного расчетного сопротивления грунта по формуле 5.7. СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений» принимаем условные размеры фундамента d1 = dусл = 2 м и bусл =1 м. Устанавливаем в зависимости от заданных геологических условий и конструктивных особенностей здания коэффициенты: с1; с2; k; Mг; kz; Mq; dw; Mс; cII

Слой № 2 -суглинок:

Коэффициенты условий работыс1 и с2, принимаются по таблице 5.4. СП 22.13330.2011:

с1= 1,1;

с2= 1,0

Считаем, что прочностные характеристики грунта определены непосредственно испытаниями и принимаем k = 1.

Коэффициенты Mг, Mq иMс принимаем по таблице 5.5. СП 22.13330.2011:

при II = 21оимеем Mг = 0,56;Mq = 3,24; Mс = 5,84.

Удельный вес грунта выше подошвы условного фундамента до глубины dw = 0,9 м принимаем без учета взвешивающего действия воды II = 18,84 кН/м3, а ниже УПВ, т.е. в пределах глубины d = dусл - dw и ниже подошвы фундамента, принимаемsb = 9,42 кН/м3; удельное сцепление cII = 23,0 кПа.

Вычисляем условно расчетное сопротивление:

Наименование грунта слоя 2 по ГОСТ 25100-95 - суглиноктугопластичный.

Слой № 3 -суглинок:

Толщина 2-го слоя h1 =3,860. Установим в зависимости от заданных геологических условий и конструктивных особенностей здания коэффициенты:

Коэффициенты условий работыс1 и с2, принимаются по таблице 5.4.СП 22.13330.2011

с1= 1,1

с2 = 1,0

Считаем, что прочностные характеристики грунта определены непосредственно испытаниями и принимаем k = 1.

Коэффициенты Mг, Mq иMс принимаем по таблице 5.5. СП 22.13330.2011:

при II = 17оимеем Mг = 0,39;Mq = 2,57; Mс = 5,15.

Удельный вес грунтаII = 17,46кН/м3, удельное сцепление cII = 18,0кПа.

Вычисляем условно расчетное сопротивление:

Наименование грунта слоя 3 по ГОСТ 25100-95 -суглинок мягкопластичный

Слой № 4 -песок мелкий:

Толщина 3-го слоя h2 = 1,852м. Установим в зависимости от заданных геологических условий и конструктивных особенностей здания коэффициенты:

Коэффициенты условий работыс1 и с2, принимаются по таблице 5.4.СП 22.13330.2011:

с1= 1,3

с2= 1,3

Считаем, что прочностные характеристики грунта определены непосредственно испытаниями и принимаем k = 1.

Коэффициенты Mг, Mq иMс принимаем по таблице 5.5 СП 22.13330.2011:

при II = 32оимеем Mг =1,34;Mq = 6,34; Mс = 8,55.

Удельный вес грунта II = 19,13 кН/м3, удельное сцепление cII = 2,0 кПа.

Вычисляем условно расчетное сопротивление:

Наименование грунта слоя 4 по ГОСТ 25100-95 -Рыхлый мелкий песок.

В целом площадка пригодна для возведения здания. Рельеф площадки спокойный. Грунты имеют слоистое напластование, с выдержанным залеганием пластов (уклон кровли не превышает 2%). Все грунты имеют достаточную прочность, невысокую сжимаемость и могут быть использованы в качестве оснований в природном состоянии. Грунтовые воды расположены на небольшой глубине, что значительно ухудшает условия устройства фундаментов: при заглублении фундаментов более 0,9 м необходимо водопонижение;

Суглинок, залегающий в зоне промерзания, в соответствии СП 22.13330.2011 является пучинистым грунтом, поэтому глубина заложения фундаментов наружных колонн здания должна быть принята не менее расчетной глубины промерзания суглинка. При производстве работ в зимнее время необходимо предохранение основания от промерзания.

Целесообразно рассмотреть следующие возможные варианты фундаментов и оснований:

1) фундамент мелкого заложения на естественном основании - Суглинок

2) фундамент на распределительной песчаной подушке (может быть достигнуто уменьшение размеров подошвы фундаментов и расчетных осадок основания);

3) свайный фундамент из забивных висячих свай;

Следует предусмотреть срезку и использование почвенно-растительного слоя при благоустройстве и озеленении застраиваемого участка.



4. Определение степени агрессивности грунтовых вод и разработка рекомендации по защите от коррозии подземных конструкций

Для ж/б фундаментов на естественном основании серии 1.412-2/77, и технологического приямка установим наличие и степень агрессивного воздействия подземных вод по данным химического анализа.

Для фундаментов и приямка предусматриваем бетон с маркой по водонепроницаемости W4 на портландцементе по ГОСТ 101-76, арматуру классов A II и A III. Фундаменты каркаса и приямок лишь частично расположены ниже УПВ, однако за счет возможных изменений УПВ и капиллярного подъема воды до 2-2,5м (для суглинкая) все поверхности фундамента и приямка могут эксплуатироваться под водой либо в зоне периодического смачивания.

Степень агрессивного воздействия воды на подземные конструкции оцениваем в соответствии с табл. 5-7 СНиП 2.03.11-85.

Коэффициент фильтрации суглинка, в котором расположены подземные конструкции, равен

kf= 7*10-9м/сут,

поэтому к показателям агрессивности , приведенным в табл. 5-7 СНиП 2.03.11-85, необходимо вводить поправки в соответствии с примечаниями к указанным таблицам.

Определяем суммарное содержание хлоридов в пересчете на ионы Cl, мг/л, в соответствии с примечанием 2 к табл. 7 СНиП 2.03.11-85:

2200+800*0,25=2400 мг/л.

Таблица 8

Показатель агрессивности	Номер таблицы СНиП	Степень агрессивности воды по отношению к бетону марки W4
Бикарбонатная щелочность	5	Неагрессивна, так как kf<0,1 м/сут
Водородный показатель	5	7,3>4*1,3-среднеагрессивна
Содержание агрессивной углекислоты	5	20<40*1,3-слабоагрессивна
Содержание аммонийных солей	5	90<100*1,3 -неагрессивна
Содержание магнезиальных солей	5	1900<2000*1,3 - слабоагрессивная
Содержание едких щелочей	5	-
Содержание сульфатов	6	500*1.3>800<1000*1.3 - слабоагрессивна
Содержание хлоридов	7	500*1,3>2200<5000*1,3- среднеагрессивна

При бетоне нормальной проницаемости в конструкциях фундаментов и приямка вода слабоагрессивна по содержанию агрессивной углекислоты, магнезиальных солей, сульфатов и хлоридов, и среднеагрессивна по водородному показателю.

Рассмотрим возможность обеспечения стойкости конструкции фундаментов и приямка в агрессивной среде за счет назначения требований к материалам (первичная защита).

Как следует из табл. 11 СНиП 2.03.11-85, при среднеагрессивной среде и примененной арматуре классов A II и A III требуется применение бетона пониженной проницаемости (марки W6) либо дефицитной оцинкованной арматуры. Получение бетона пониженной проницаемости в условиях строительной площадки затруднено, поэтому необходимо выполнить специальную защиту фундаментов и приямка.

Для защиты подошвы фундамента и днища приямка предусматриваем в соответствии с п. 2.33 СНиП 2.03.11-85 устройство битумобетонной подготовки толщиной не менее 100 мм из втрамбованного в грунт щебня с проливкой битумом до полного насыщения.

Для защиты днища (по бетонной подготовке), боковых поверхностей и гидроизоляции приямка в целом необходимо выполнить покрытие группы III - оклеечную гидроизоляцию из трех слоев гидроизола на горячей битумной мастике с последующим устройством защитной стенки в ј кирпича, пропитанного битумом.

Для защиты боковых поверхностей фундаментов выполнить полимерное покрытие на основе лака ХП-734. Фундаменты и приямок выполнить из бетона нормальной (Н) проницаемости (марка по водонепроницаемости W4; водопоглощение не более 5,7% по массе; водоцементное отношение В/Ц не более 0,6).

5.Расчет и проектирование фундамента на естественном основании

Определение глубины заложения фундамента

Первый фактор. Расчет ведем с учетом глубины сезонного промерзания грунта (климатический фактор). Грунты основания пучинистые, поэтому глубина заложения фундамента d от отметки планировки DL должна быть не менее расчетной глубины промерзания. Для tвн = 10 и грунта основания, представленного суглинком, по 5.5.3, 5.5.4 СП 22.13330.2011:

ddf = Khdfn = Khd0 = 0,70,23 = 1,25м.

Коэффициент Kh = 0,7 принят как уточненный при последующем расчете в соответствии с указаниями примечания к табл.5.2 СП 22.13330.2011, d0 - величина, равная 0.23 для суглинков. (п.5.5.3 СП 22.13330.2011).

Принимаем df =1.25 м.

Второй фактор.Учет конструктивных особенностей здания. Для заданных размеров сечения металлической колонны 500х1250 мм учитывая минимальный типоразмер высоты фундаметаНф=1,5м. Учитывая расстояние для заглубления базы колонны-траверсы, принимаемым равным 700мм от отметки 0,000, по второму фактору требуется d?1500+700-150=2050мм

Третий фактор. Инженерно-геологические и гидрогеологические условия площадки. С поверхности на относительно большую глубину залегает слой 2, представленный достаточно прочным суглинком (Ryсл=273,73). Подстилающие слои 3 и 4 по сжимаемости и прочности не хуже среднего слоя. В этих условиях, учитывая высокий УПВ, глубину заложения подошвы фундамента целесообразно принять минимальную, однако достаточную из условий промерзания и конструктивных требований. С учетом всех трех факторов принимаем глубину заложения от поверхности планировки (DL) d=2.05 м, Нф=1,50 м. Абсолютная отметка подошвы фундамента (FL) составляет - 93.85, что обеспечивает заглубление в несущий слой не менее чем на 0,5 м.заглубление в несущий слой 2 от отметки природного рельефа (NL) составляет

95.9-93.85=2,05 м.> 0.5м

С учетом принятой глубины заложения фундамента d=2,05 м., определяем площадь подошвы фундамента Aтр:

Атр = NcolII / (Rусл - mtd) = 1463.7/ (273.73- 202,05) = 6.3 м2,

где mt = 20 кН / м3 - средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах.

Принимаем размеры фундамента в соответствии с требуемым значением площади подошвы Атр=6.3 м2, и назначенной глубиной заложения d=2.05 м. Площадь подошвы принятого фундамента должна удовлетворять условию А?Атр Всем условиям удовлетворяет фундамент марки ФД 12-2 с характеристиками:

размер ступеней плитной части, lхbхh, мм:

Первая подошвенная-4200*3000*300

Вторая подошвенная- 3300*2100*300

Третья подошвенная- 2700*1200*300

А = lb = 12,6 м2>6.3м2, Нф = 1,5 м, момент сопротивления площади подошвы фундамента

м3

Приводим все нагрузки, действующие на фундамент, к центру тяжести подошвы

MtotII = 683.9+ 133.21,5 =883.7 кН м;

NtotII = NII+ гmtdlb= 1463.7+20*1,5*4,2*3,0=1841,7 кН

QtotII =QII =133.2кН

Определим эксцентриситет нагрузки по подошве фундамента, м, по формуле

где, NtotII- сумма вертикальных нагрузок, действующих на основание, кроме веса фундамента и грунта на его обрезках, и определяемых для случая расчета основания по деформациям, кН;

гmt- средний объемный вес материала фундамента и грунта, расположенного над уступами фундамента, кН?м3 ;

MtotII- момент от равнодействующей всех нагрузок, действующих на подошве фундамента, найденных с учетом заглубления фундамента в грунте и перераспределяющего влияние подошвы фундамента, кН*м;

l- длина фундамента, м;

b- ширина фундамента, м;

d- глубина заложения фундамента, считая от планировочной отметки земли около фундамента, м.

Определяем максимальное, минимальное и среднее краевое давление на грунт под подошвой при относительном эксцентриситетеe?l=0,48?4,2=0,12?1/6по формуле:

Расчетное сопротивление грунта основания R, кПа, для принятых размеров фундамента, определяем по формуле (СП 22.13330.2011 п.5.6.7):

Проверяем условия для принятых размеров фундамента:

PIImax=257,36кН?317,04 кН=1,2•264,2 кН-условие выполняется

PIImin=56,98кН?0-условие выполняется

Расчет осадки методом послойного суммирования.



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

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента при планировке срезкой в соответствии с п.5.6.33 СП 22.13330.2011:

zg,0 = IIdw + sb II (d-dw) =18,840,9 + 9,42 (2.05-0.9) =27,789кПа

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

zp 0 = PII mt= 157,17 кПа.

Определяем составляющие формулы для определения осадки основания фундамента на глубине zi от уровня подошвы фундамента:

zi=0,2b=0,2•3,0=0,6 м

где,б - коэффициент, принимаемы по таб. 5.8 СП 22.13330.2011 в зависимости от относительной глубины о=(2h1)?b=(2•0,6)?3,0=0,4 и соотношению сторон подошвы фундамента з=l?b=4,2 ? 3,0=1,4

где, z_i- толщина i-го слоя грунта, м;

b- ширина подошвы фундамента, м;

l- длина фундамента, м.

где, г_sb^((2))- удельный вес суглинка, расположенного ниже уровня подземных вод, с учетом взвешивающего действия воды для расчета по II группе предельных состояний, кН?м^3 ;

z_i- толщина i-го слоя грунта, залегающего выше границы слоя на глубине z от подошвы фундамента, м;

б - коэффициент, принимаемы по таб. 5.8 СП 22.13330.2011 в зависимости от относительной глубины о

Дальнейшие вычисления сводим в таблицу.

zi, м			zp = Pmt, кПа	zg = zg,0 + + sb,iziт, кПа	z = zg,0, кПа	0,5zg, кПа	Е, кПа
0,00	0,00	1	157,17	27,789	27,789	13,89	14000
0,60	0,4	0,972	152,77	33,429	27,011	16,71	14000
1,2	0,8	0,848	133,28	39,093	23,565	19,55	14000
1,8	1,2	0,682	107,19	44,745	18,952	22,37	14000
2,4	1,6	0,532	83,61	49,899	14,784	24,95	10000
3,0	2	0,414	65,07	55,053	11,505	27,53	10000
3,6	2,4	0,325	51,08	60,207	9,031	30,10	10000
4,2	2,8	0,26	40,86	63,153	7,225	31,58	28000
4,8	3,2	0,21	33,01	66,099	5,836	33,05	28000

На глубине Hc=4,8 м от подошвы фундамента выполняется условие СП 22.13330.2011 п.5.6.41 ограничения глубины сжимаемой толщи основания (ГСТ):

zp= 33,01кПа ? 0,5zg= 31,82 кПа,

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

Осадку основания c учетом замечания СП 22.13330.2011 п. 5.6.34 определяем по формуле (без учёта второго слагаемого т.к. глубина котлована меньше 5м):

= 0,028м

Условие S = 2,8 см <Su = 15,0 см выполняется (значение Su = 15,0 см принято по таблице прил.Д СП 22.13330.2011).

6. Расчет и проектирование варианта фундамента на искусственном Основании, в виде песчаной распределительной подушки

Глубина заложения фундамента.

Аналогично фундаменту на естественном основании назначаем глубину заложения фундамента d = 2,05 м. Принимаем для устройства подушки песок среднезернистый, плотный, имеющий проектные характеристики: E = 45 МПа; е = 0,50; n II = 20,2 кН / м3; n ,sb = 10,7 кН/м3.

Определение требуемой площади подошвы фундамента.

Для определения площади А тр подошвы фундамента принимаем расчетное сопротивление R0 = 500 кПа (табл. В2 СП 22.13330.2011) , материала песчаной подушки, среднезернистого песка.

Атр = NcolII / (Rусл - mtd) = 1463,7/ (500- 202.05) = 3.2м2,

где mt = 20 кН / м3 - средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах.

Принимаем фундамент марки ФВ 10-1: l = 2,7 м, b=2,1м,тогда:А = lb = 5,67 м2,

Нф = 1,5м

MtotII = 683.9+ 133.21,5 =883.7 кН м;

NtotII = NII+ гmtdlb= 1463.7+20*1,5*2,7*2,1=1633,8 кН

QtotII =QII =133.2кН

Фундамент внецентренно нагруженный. Найдем эксцентриситет нагрузки по подошве фундамента:

е=M/(N+гmtdlb)=883.7/(1463,7+20*2,05*2,7*2,1)= 0,52

Определяем максимальное, минимальное и среднее краевое давление на грунт под подошвой при относительном эксцентриситете по формуле:

где С0 - расстояние от точки приложения равнодействующей до края фундамента по его оси, м, которое определяется по формуле

где, N_II- сумма вертикальных нагрузок, действующих на основание, кроме веса фундамента и грунта на его обрезах, и определяемых для случая расчета основания по деформациям, кН;

А- площадь подошвы фундамента, м^2;

г_mt- средний объемный вес материала фундамента и грунта, расположенного над уступами фундамента, кН?м^3 ;

d- глубина заложения фундамента, считая от планировочной отметки земли около фундамента, м;

M_(tot,II)- момент от равнодействующей всех нагрузок, действующих на подошве фундамента, найденных с учетом заглубления фундамента в грунте и перераспределяющего влияние подошвы фундамента, м^3;

Уточняем расчетное сопротивление R, кПа, для песчаной подушки по формуле (В.1 из приложения В, СП 22.13330.2011):

= (0,85*18,84+1,2*9,42) /2,05=13,33кН/м3

где, R0- расчетное сопротивление песчаной подушки, кПа (таб. В.2 СП 22.13330.2011)

k1- коэффициент, принимаемый для оснований;(прилож. В СП 22.13330.2011)

k2-коэффициент, принимаемый для оснований;

b и d- ширина и глубина заложения фундамента, м;

b0 и d0- ширина и глубина заложения фундамента принимаемые при расчете R0, м;

гII'- расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3;

Проверяем условия для принятых размеров фундамента:

Так как проектируемое здание оборудовано подвесным краном, допускается треугольная эпюра напряжений с отрывом подошвы от грунта на участке шириной не более 0.25 от l (эпюра напряжений распределена на участке фундамента длиной 3С0):

l-3C0=2,7-3•0,819=0,243 м<0.25l=0.675 м

Условие проверки выполняется.

Назначаем в первом приближении толщину песчаной подушки hп = 0.9 м. Проверяем выполнение условия уz = (уzp ? уzг) + уzg<Rz, при z=0,9м

уzg = гIIdw + гIIsb(d ? dw) + гsb,пz*hп. =18,84*0,9+9,42*1,15+10,7*0,9=37,419кПа

уzg,0 = гIIdw + гIIsb(d ? dw) = 18,84*0,9+9,42*1,15=27,789кПа

уzp = бPIImt=0.827*299,15= 247,397кПа

уzг = буzg,0=0.827*27,789 = 22,982кПа

Здесь коэффициент б = 0.827 определён интерполяцией для значений:

о = 2z/b = 2 · 0.9/2.1=0,857

з = l/b = 2,7/2,1 = 1.286

Площадь условного фундамента на глубине z:

Az= уzp= (1463,7+20*2,05*2,1*2,7)/247,397=6,856м2

Размеры условного фундамента согласно п. 5.6.25 СП 22.13330.2011

a = (l ? b)/2 = (2,7 ? 2.1)/2 = 0.3 м;

bz = - = 2,34м

Расчетное сопротивление грунта под подошвой условного фундамента (по низу песчаной подушки).

Rz =(с1с2 )/ k (Мгkzb (1)IIsb+Мq(dwII+(d-dw)(1)IIsb+hп*n ,sb) +МccII)

Rz=(1,1*1)/1*(0,56*1*2,1*9,42+3,24*(0,9*18,84+(2,05-0,9)*9,42+0,9*10,7)+5,84*23)=293,3 кПа

Проверяем условие

уz= (уzp ? уzг) + уzg<Rz:

(247,397-22,982)+37,419=261,834<293,3 кПа, условие выполняется.

Расчет осадки методом послойного суммирования.

Для расчета осадки фундамента методом послойного суммирования составляем расчетную схему, совмещенную с геологической колонкой по оси фундамента А-5. Песчаная подушка толщиной 0.9 м учитывается при расчете осадки в виде слоя песчаного грунта с модулем деформации

E = 45 000 кПа, гIIsb = 10.7 кН/м3.

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента при планировке срезкой в соответствии с п.5.6.33 СП 22.13330.2011:

zg,0 = IIdw + sb II (d-dw) = 18,840,9 + 9,42 (2.05-0.9) = 27,789кПа

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

zp 0 = PII mt= 299,15 кПа.

Определяем составляющие формулы для определения осадки основания фундамента на глубине zi от уровня подошвы фундамента:

zi=0,2b=0,2•2,1=0,42 м

где,б - коэффициент, принимаемы по таб. 5.8 СП 22.13330.2011 в зависимости от относительной глубины о=(2h1)?b=(2•0,42)?2,1=0,4 и соотношению сторон подошвы фундамента з=l?b=2,7?2,1=1,3

где, zi- толщина i-го слоя грунта, м;

b- ширина подошвы фундамента, м;

l- длина фундамента, м.

где,n ,sb удельный вес песка среднезернистого, плотного, расположенного ниже уровня подземных вод, с учетом взвешивающего действия воды для расчета по II группе предельных состояний, кН?м^3 ;

z_i- толщина i-го слоя грунта, залегающего выше границы слоя на глубине z от подошвы фундамента, м;

б - коэффициент, принимаемы по таб. 5.8 СП 22.13330.2011 в зависимости от относительной глубины о

zi, м			zp = Pmt, кПа	zg = zg,0 + + sb,iziт, кПа	z = zg,0, кПа	0,5zg, кПа	Е, кПа
0	0	1	299.15	27.79	27.79	13.895	45000
0,42	0,4	0.969	289.88	32.28	26.93	16.14	45000
0,84	0,8	0.836	250.09	36.77	23.23	18.385	45000
1,26	1,2	0.657	196.54	40.73	18.26	20.365	14000
1,68	1,6	0.511	152.87	44.69	14.2	22.345	14000
2,1	2	0.395	118.16	48.65	10.98	24.325	14000
2,52	2,4	0,308	92.14	52.26	8.56	26.13	10000
2,94	2,8	0,245	73.29	55.87	6.81	27.935	10000
3,36	3,2	0,198	59.23	59.48	5.5	29.74	10000
3,78	3,6	0,163	48.76	63.09	4.53	31.545	10000
4,2	4,0	0,136	40.68	65.15	3.78	32.575	28000
4,62	4,4	0,107	32.01	67.21	2.97	33.605	28000

Дальнейшие вычисления сводим в таблицу.

На глубине Hc=4,62 м от подошвы фундамента выполняется условие СП 22.13330.2011 п.5.6.41 ограничения глубины сжимаемой толщи основания (ГСТ):

zp= 32,01кПа ? 0,5zg=33,6кПа,

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

Условие S = 3,21

см <Su = 15,0 см выполняется (значение Su = 15,0 см принято по таблице прил.Д

СП 22.13330.2011).

7. Расчет и проектирование свайного фундамента

Рассмотрим вариант свайного фундамента из забивных железобетонных висячих свай сечением 400х400мм(Серия 1.011.1-10 Сваи забивные железобетонные.), погружаемых дизельным молотом.

По конструктивным требованиям, так же как и для фундамент на ествественном основании, верх ростверка должен быть на отм.

Глубина заложения подошвы ростверка.

Определяем глубину заложения подошвы ростверка исходя из:

расчетной глубины промерзания грунта от поверхности планировки, которая определяется по формуле (п.5.5.4 СП 22.13330.2011):

коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений - по таб. 5.2 СП 22.13330.2011 при ;

величина, принимаемая равной для супесей 0,23 м;

безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе.

конструктивных требований к минимальной высоте ростверка, которая складывается издлины анкера

Принимаем высоту ростверка Нr=1,5м. Учитывая расстояние для заглубления базы колонны-траверсы, принимаемым равным 700мм от отметки 0,000, требуется d>=1500+700-150=2050мм. Принимаем глубину заложения 2,05м от отметки планировки. Отметка дна ростверка -2.200.

Необходимая длина свай.

В качестве несущего слоя висячей сваи принимаем мелкий песок (слой 4)

Определяем минимально необходимую длину сваи м, по формуле:

размер заделки сваи в ростверк (принимаем шарнирное сопряжение роствверка и сваи), м;

толщина прорезаемых сваей слабых слоев грунтов, м;

требуемое заглубление нижних концов свай в зависимости от показателя текучести несущего слоя (п. 8.14 СП 24.13330.2011), м.

Принимаем ж/б сваю С50.40-6 (Серия 1.011.1-10-1000ФЧ) сплошного квадратного сечения 400х400, длинной 5,0 м. Класс бетона Б20, арматура из стали класса A-II 4Ш 14.

Несущая способность одиночной сваи.

Определяем несущую способность одиночной сваи из условия сопротивления грунта основания, кН, по формуле (п. 7.2.2 СП 24.13330.2011):

коэффициент условия работы;

расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемый по таблице 7.2 СП 24.13330.2011;

площадь опирания на грунт сваи, м2;

наружный периметр поперечного сечения ствола сваи, м;

расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемый по таблице 7.3 СП 24.13330.2011;

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

коэффициент условия работы грунта под нижним концом сваи, принимаемые по таблице 7.4 СП 24.13330.2011

коэффициент условия работы грунта на боковой поверхности сваи, принимаемые по таблице 7.4 СП 24.13330.2011

Требуемое число свай

Определяем требуемое число свай в фундаменте в первом приближении по формуле:

где, расчетное значение нагрузки по несущей способности, кН;

несущая способность висячей сваи, кН;

среднее значение удельного веса материала ростверка и грунта на его уступах, ;

глубина заложения подошвы ростверка от поверхности планировки, м;

площадь подошвы ростверка, приходящаяся на одну сваю при минимальном расстоянии между сваями;

коэффициент надежности по грунту;

коэффициент увеличения числа свай, косвено учитывающий влияние момента и поперечности силы;

коэффициент надежности по назначению здания и сооружения;

коэффициент надежности по грунту.

Принимаем

Размещаем сваи в кусте по типовой схеме. Окончательный размер ростверка назначаем, придерживаясь размеров в плане кратных 0,3 м и по высоте - кратных 0,15 м.

Вес ростверка и грунта на его уступах:

Все действующие нагрузки приводим к центру тяжести подошвы ростверка:

.

Проверка нагрузок на крайние сваи

Расчетную нагрузку на сваю , кН, определяем, рассматривая фундамент как группу свай, объединённую жестким ростверком, воспринимающим вертикальные нагрузки и изгибающие моменты, по формуле (п. 7.1.12 СП 24.13330.2011):

расчетная сжимающая сила, передаваемая на свайный ростверк в уровне его подошвы, кН;

передаваемый на свайный ростверк в плоскости подошвы расчетные изгибающие моменты, кНм;

число свай в фундаменте;

максимальное расстояние от главных осей до оси сваи, м;

расстояние от главных осей до оси каждой сваи, для которой вычисляют расчетную нагрузку, м.

Проверяем выполнения условий:

Условия выполняются.

Предварительная проверка всех сваи по прочности материала

Определим коэффициент деформации по формуле (п. В.4 СП 24.13330.2011):

модуль упругости материала сваи, кПа; начальный модуль упругости бетона сваи класса В20, подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении составляет (согласно таб. 18 СНиП 2.03.01-84*)

коэффициент пропорциональности для тугопластичного суглинка с показателем текучести по таблице В.1 СП 24.13330.2011 определяем, что коэффициент пропорциональности

условная ширина сваи, м;Т.к. диаметр сваи меньше 0,8 м, то условную ширину сваи находим по формуле:

момент инерции поперечного сечения сваи, ;момент инерции поперечного сечения сваи находим по формуле:

коэффициент условий работы;

Определим глубину расположения условной заделки сваи от подошвы ростверка по формуле (п. 7.1.8 СП 24.13330.2011):

где, длина участка сваи от подошвы высокого ростверка до уровня планировки грунта, м;

коэффициент деформации,

Определим возникшие реакции в условной заделки:

Точка, соответствующая значениям указанных усилий, лежит на графике ниже кривой принятой сваи (сплошного квадратного сечения 400х400, длинной 5,0м, класс бетона Б20, арматура из стали класса A-II 4Ш18), следовательно, предварительная проверка показывает, что прочность сваи по материалу обеспечена

Расчет ростверка на продавливание колонной.

При стальных колоннах сплошного сечения расчет ростверка на продавливание колонной производится из условия (Пособие к СНиП 2.03.01-84 Пособие по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений):

где, продавливающая сила, кН;

коэффициент, принимаемый равный единице для тяжелого бетона;

расчетное сопротивление бетона, МПа;

рабочая высота сечения;

-размеры базы колонны1,1х0,6

Определяем составляющие формулы:

1) Т.к. класс бетона ростверка В20, тогда , согласно таб. 6,8 СП63.13330.2012.

2) Рабочую высоту сечения принимаем 1,3 м (расстояние от верха нижней рабочей арматуры сетки до базы колонны);

3) Фундамент внецентренно - нагруженный, определяем

Находим сумму реакций всех свай от нагрузок колонны на ростверк.

В первом ряду свай от края ростверка:

Во втором ряду от края ростверка

=2*?Fi=2*(404,78+2*313,67) =2064,24кН

2064,24<2*900*1,3*((1,1+0,95)*1,3/0,55+(0,6+0,55)*1,3/0,95)=15020,78кН

Прочность ростверка на продавливание колонной обеспеченно.

Расчет свайного фундамента по деформациям

Выполним расчет свайного фундамента по деформациям на совместное действие вертикальной и горизонтальной нагрузок и момента исходя из условия:

где, горизонтальная нагрузка на голову сваи, кН;

значение горизонтальной силы, соответствующей границе упругой работы системы свая-грунт.

Определяем составляющие формулы:

Находим значение горизонтальной силы, соответствующей границе упругой работы системы свая-грунт по формуле:

где, прочностной коэффициент пропорциональности, ; для суглинка тугопластичного (JL = 0,35) по таблице В.1 СП 24.13330.2011 определяем(по интерполяции).

условная ширина сечения сваи (см. проверку сваи по прочности), м;

коэффициент деформации (см. проверку сваи по прочности);

приведенное значение продольной силы для приведенной глубины погружения сваи в грунт при и по табл.2 прил.1 к СНиП 2.02.03-85(при шарнирном сопряжении сваи с ростверком)

1.Определяем горизонтальную нагрузку на голову сваи по формуле:

Подставляем значения в неравенство:

Т.к. условие выполняется, то расчет ведем по первой (упругой) стадии работы системы свая-грунт.

Для дальнейшего расчета сваи по деформациям, требуется соблюсти условие:

где, расчетное значение горизонтального перемещения головы сваи, м;

предельное допустимое значение горизонтального перемещения головы сваи, м.

Горизонтальное перемещение , м, определяем по формуле:

где, расчетное значение поперечной силы, кН, и изгибающего момента, кНм;

горизонтальное перемещение сечения, , от действия силы , приложенной в уровне поверхности грунта;

горизонтальное перемещение сечения, , от действия силы , приложенной в уровне поверхности грунта;

Определим составляющие формулы:

При шарнирном опирании низкого ростверка на сваи, расчетное значение изгибающего момента и ;

расчетное значение поперечной силы , кН, определяем по формуле:

горизонтальное перемещение сечения , , от действия силы , приложенной в уровне поверхности грунта, определим по формуле:

где, модуль упругости материала сваи, кПа;

момент инерции поперечного сечения сваи, ;

коэффициент деформации (см. проверку сваи по прочности);

безразмерный коэффициент, при .(определён интерполяцией)

горизонтальное перемещение сечения , , от действия силы , приложенной в уровне поверхности грунта, определяем по формуле:

где, модуль упругости материала сваи, кПа;

момент инерции поперечного сечения сваи, ;

коэффициент деформации (см. проверку сваи по прочности);

безразмерный коэффициент, при .

Подставляем значения в неравенство:

Расчет устойчивости основания, окружающего сваю, выполним исходя

из условия СП 24.13330.2011 (В.7.):

где, расчетное давление на грунт, кПа, боковой поверхности сваи на глубине z, м, отсчитываемой при низком ростверке от его подошвы;

коэффициент равный единице,кроме случаев с распорным фундаментом;

коэффициент, учитывающий долю постоянной нагрузки в суммарной нагрузке;

расчетное значение соответственно угла внутреннего трения грунта, град, и удельного сцепления грунта, кПа;

расчетный удельный (объемный) вес грунта ненарушенной структуры, с учетом взвешивающего действия воды, ;

коэффициент, принимаемый для забивных свай 0,6

Определим составляющие формулы:

Расчетное давление на грунт , кПа, боковой поверхности сваи на глубине z, м, определяем по формуле:

где,коэффициент условий работы принимаемый 3 при одностадийном расчёте;

модуль упругости материала сваи, кПа;

момент инерции поперечного сечения сваи, ;

коэффициент деформации (см. проверку сваи по прочности);

коэффициент пропорциональности, ;

приведенная глубина, м;

расчетное значение горизонтального перемещения головы сваи, м;

коэффициенты;

угол поворота сваи, рад.

расчетное значение поперечной силы, кН, и изгибающего момента, кНм.

Определим составляющие формулы:

начальный модуль упругости бетона сваи класса В20, подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении составляет момент инерции поперечного сечения сваи находим по формуле:

Коэффициент деформации ;

для тугопластичной глиныIL=0,35по таблице В.1 СП 24.13330.2011 определяем, что коэффициент пропорциональности

приведенную глубину т.к. , то определяем по формуле:

расчетное значение горизонтального перемещения головы сваи

(см. расчет свайного фундамента по деформациям);

При принимаем , , , ;(по табл. 4 прил.1 СНиП 2.02.83*)

Угол поворота сваи , рад, определяем по формуле:

где, расчетное значение поперечной силы, кН, и изгибающего момента, кНм;

угол поворота сечения, , от силы ;

угол поворота сечения, , от силы ;

Коэффициент , т.к. не распорное сооружение;

Коэффициент определим по формуле:

где, момент от внешних постоянных нагрузок в сечении фундамента на уровне нижних концов сваи, кНм;

момент от внешних временных расчетных нагрузок в сечении фундамента на уровне нижних концов сваи, кНм;

коэффициент.

Определим составляющие формулы:

Момент от внешних постоянных нагрузок в сечении фундамента на уровне нижних концов сваи, определяем по формуле:

Момент от внешних временных расчётных нагрузок в сечении фундамента на уровне нижних концов сваи, определяем по формуле:

Коэффициент

Угол внутреннего трения для второго слоя ;

Удельное сцепление грунта для второго слоя ;

расчетный удельный (объемный) вес грунта ненарушенной структуры, с учетом взвешивающего действия воды для второго слоя ;

т.к. применяются забивные сваи.

Подставим значения в неравенство:

Условие выполняется, а значит устойчивость грунта, окружающего сваю, обеспечена.

Несущая способность сваи по прочности материала.

Определим несущую способность сваи по прочности материала. Характеристики сваи: Rb = 11,5 МПа; RSС = RS = 280 МПа; b = dсв = 40 см; а=а'= 4 см; h0 = dсв - а' = 40 - 4 = 36 см.Из формулы (37) прил.1 к СНиП 2.02.03-85* .

Для указанных характеристик сваи получаем следующее выражение для определения моментов в сечениях свай на разных глубинах от подошвы ростверка:

где, модуль упругости материала сваи, кПа;

момент инерции поперечного сечения сваи, ;

коэффициент деформации,

расчетное значение горизонтального перемещения головы сваи, м;

угол поворота сваи, рад.

расчетное значение поперечной силы, кН, и изгибающего момента, кНм.

Результаты дальнейших вычислений, имеющих цель определению, сводим в таблицу, причем при значении Z используем соотношение

, м
0.00	0.0	0.000	0.000	0.000	0
0.503	0.4	-0.011	-0.002	0.400	7.874
1.006	0.8	-0.085	-0.034	0.799	13.445
1.509	1.2	-0.287	-0.173	1.183	15.564
2.012	1.6	-0.676	-0.543	1.507	14.269
2.515	2.0	-1.295	-1.314	1.646	10.248
3.018	2.4	-2.141	-2.663	1.352	4.215

Как видно из таблицы, действует на глубине 1,509 м

Эксцентриситеты продольной силы для наиболее и наименее нагруженных свай составляют соответственно:

Определяем значение случайных эксцентриситетов по формуле:

где, расчетная длина, м, которую находим по формуле:

поперечный размер сваи, см.

Т.к. полученные значения эксцентриситетов и больше и, тогда оставляем эти значения для дальнейшего расчета свай.

Находим расстояние от точек приложения продольных сил и до равнодействующей усилий в арматуре S:

где, расстояние от осей растянутых и сжатых стержней арматуры до ближайшей грани сечения, см;

рабочая высота поперечного сечения сваи, см.

Проверим прочность сечения сваи исходя из условия (п. 3.20 СНиП 2.03.01-84*):

где, расчетное сопротивление бетона для предельных состояний первой группы, Мпа;

сторона квадратного сечения сваи, м;

высота сжатой зоны бетона, м;

расчетное сопротивление арматуры для предельных состояний первой группы соответственно сжатию и растяжению продольной арматуры, МПа;

половина площади сечения всех продольных арматурных стержней в поперечном сечении сваи, ;

рабочая высота сечения, м;

расстояние от точек приложения продольных сил до равнодействующей усилий в арматуре, м;

расстояние от осей растянутых и сжатых стержней арматуры до ближайшей грани сечения, см.

Определим составляющие формулы:

По таблицы 13 СНиП 2.03.01-84* при классе бетона В20 и тяжелом бетоне расчетное сопротивление ;

По таблицы 22 СНиП 2.03.01-84* при классе арматуры A-II?14 расчетное сопротивление для предельных состояний первой группы соответственно сжатию и растяжению продольной арматуры ;

Сторона квадратного сечения сваи ;

Половину площади сечения всех продольных арматурных стержней в поперечном сечении сваи определим по формуле:

Рабочая высота сечения определяем по формуле:

Высоту сжатой зоны определяем по формуле:

Относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях, равных Rs:

еs,el = Rs/Es = 280/200000 = 0.0014. Относительную деформацию сжатого бетона при напряжениях, равных Rb, принимаем в соответствии равной еb2 = 0.0056. Тогда значение граничной высоты сжатой зоны оR = 0.7/( 1 + еs,el/еb2 )= 0.7/(1 + 0.0014/ 0.0056) = 0.56.

Принимаем и

Подставим значения в неравенство:

Несущая способность свай по прочности материала в наиболее нагруженных сечениях обеспечена.

Расчет осадки свайного фундамента определим по формуле (п. 7.4.5 СП 24.13330.2011):

где, осадка одиночной сваи, мм;

коэффициент, зависящий от расстояний между сваями;

нагрузка на j-ю сваю, кН

модуль сдвига, МПа.

Определим составляющие формулы:

Проверим условия перед расчётом осадки одиночной сваи:

где, длина сваи, м;

наружный диаметр поперечного сечения ствола сваи, м;

модуль сдвига слоев грунта, прорезаемых сваей, кПа;

модуль сдвига слоя грунта, на который опирается свая, кПа.

Определим составляющие формулы:

Длина сваи ;

наружный диаметр поперечного сечения ствола сваи определяем по формуле:

где, площадь поперечного сечения сваи, .

Модуль сдвига слоев грунта прорезаемых сваей определяем по формуле:

где, модуль общей деформации, кПа;

коэффициент Пуассона.

Примечание. Характеристики и принимаются осреднёнными для всех грунтов в пределах глубины погружения сваи.

Определим составляющие формулы:

Модуль общей деформации определяем по формуле:

где, модуль деформации i-го слоя, кПа;

толщина i-го слоя прорезаемого сваей, м.

Коэффициент Пуассона определим как среднее значение:

Примечание. Коэффициент поперечной деформации определяем по таблицы 5.10 СП 22.13330.2011 для каждого слоя в зависимости от показателей текучести.

Модуль сдвига слоя грунта, на который опирается свая определяем по формуле:

где, модуль деформации слоя, на который опирается свая, кПа;

коэффициент Пуассона слоя, на который опирается свая.

Примечание. Характеристики и принимаются в пределах , т.е. на глубинах от до от верха свай, при условии, что под нижними концами свай отсутствуют глинистые грунты текучей консистенции, органоминеральные и органические грунты.

Условие выполняется, значит, расчет допускается производить по формуле для одиночной висячей сваи без уширения по формуле (п. 7.38 СП 24.13330.2011):

где, вертикальная нагрузка, передаваемая на сваю, кН;

модуль сдвига слоев грунта, прорезаемых сваей, кПа;

длина сваи, м;

коэффициент.

Коэффициент определяется по формуле:

где, коэффициент, соответствующий абсолютно жесткой свае (

коэффициент, соответствующий абсолютно жесткой свае ( для случая однородного основания с характеристиками и ;

параметр, характеризующий увеличение осадки за счет сжатия ствола;

относительная жесткость сваи.

Определим составляющие формулы:

Коэффициент, соответствующий абсолютно жесткой свае ( определим по формуле:

где, модуль сдвига слоев грунта, прорезаемых сваей, кПа;

модуль сдвига слоя грунта, на который опирается свая, кПа

длина сваи, м;

наружный диаметр поперечного сечения ствола сваи, м;

коэффициент, определяемый по формуле:

где,

коэффициент, соответствующий абсолютно жесткой свае ( для случая однородного основания с характеристиками и определим по формуле:

где,

наружный диаметр поперечного сечения ствола сваи, м;

коэффициент, определяемый по формуле:

где,

относительная жесткость сваи определяем по формуле:

где, жесткость ствола на сжатие, кН;

модуль сдвига слоев грунта, прорезаемых сваей, кПа;

длина сваи, м.

параметр, характеризующий увеличение осадки за счет сжатия ствола определяем по формуле:

где, относительная жесткость сваи.

Определим коэффициент для каждой сваи, зависящий от расстояний между сваями, по формуле:

Определим усилия, действующие в центре тяжести подошвы ростверка для расчетов по второй группе предельных состояний (по деформациям):

Найдем силы, приходящиеся на каждую сваю, по формуле:

кН

Подставим значения в формулу для нахождения осадки свайного куста:

условие выполняется

8. Расчет приямка

При наличии вблизи фундаментов подвалов или приямка, следует увеличить глубину заложения фундаментов или устроить подбетонки с тем, чтобы выполнялось условие (п. 5.5.10 СП 22.13330.2011):

где, расстояние между фундаментами в свету, м;

расчетное значение угла внутреннего трения, град., и удельного сцепления, кПа;

превышение отметки подошвы фундамента или низа подбетонки над отметкой дна котлована под приямок, подвал и т.д.;

среднее давление под подошвой вышерасположенного фундамента от расчётных нагрузок, кПа, определяемое по формуле:

где, среднее значение коэффициента надежности по нагрузке.

Принимаем

Для заглубленных помещений или емкостей типа приямков следует выполнить три расчета:

По схеме плоской задачи определить активное боковое давление грунта и воды;

Оценить устойчивость против всплытия;

Определить усилия для расчета прочности стенок и днища приямка.

Активное боковое давление гранту на вертикальные стены ограждения допускается определить без учета сцепления т.к. обратная засыпка выполняется грунтом нарушенной структуры. Характеристики этого грунта определяются через характеристики грунта ненарушенного сложения следующими соотношениями:

Горизонтальные составляющие активного давления , (на 1 погонный метр длины стены), в пределах глубины, равной , м, определяем по формулам:

От веса грунта, :

От полезной нагрузки, :

От давления воды, :

где, глубина приямка, м;

расчетное значение угла внутреннего трения, град;

коэффициент надежности по нагрузке для бокового давления грунта;

коэффициент надежности по нагрузке для ;

коэффициент надежности по нагрузке для давления воды;

средневзвешенное значение удельного веса грунта в пределах глубины приямка , , определяем по формуле:

qn = 15 кПа - полезная нагрузка;

Толщина стенки приямка должна определяться по изгибающему моменту всех горизонтальных сил относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения 1-1, кНм:

И поперечной силе, равной с...