Анализ почвы и конструирование фундамента

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

фундамент строительный котлован свая

1. Оценка климатических, инженерно-геологических и гидрогеологических условий строительной площадки

1.1 Определение наименования грунтов по ГОСТ 25100-2011. Определение физико-механических свойств грунтов по СП 22.13330.2011

1.2 Оценка влияния грунтовых вод на выбор типа и конструкции фундамента

1.3 Нормативная глубина промерзания грунтов

1.4 Общая оценка геологического разреза. Посадка здания

2. Расчет и конструирование фундамента в открытом котловане

2.1 Расчетная глубина промерзания грунта. Глубина заложения фундамента

2.2 Назначение высотных отметок фундаментов

2.3 Определение плановых размеров фундаментов по расчетным сечениям из расчета по II предельному состоянию

2.4 Расчет осадок фундамента

3. Расчет и конструирование свайных фундаментов

3.1 Выбор типа, способа погружения, размеров свай и типа ростверка. Определение несущей способности одиночной сваи

3.2 Определение количества свай и их размещение в свайном фундаменте. Проверка несущей способности свай в свайном фундаменте (I предельное состояние)

3.3 Расчет условного свайного фундамента по расчетному сопротивлению грунта основания (I предельное состояние)



1. Оценка климатических, инженерно-геологических и гидрогеологических условий строительной площадки

1.1 Определение наименования грунтов по ГОСТ 25100-2011. Определение физико-механических свойств грунтов по СП 22.13330.2011

· Грунт 1-го от поверхности слоя - растительный.

Наименование не определяется.

· Грунт 2-го от поверхности слоя - глинистый.

Число пластичности определяется по формуле:

, (1.1)

где - влажность на границе текучести, д.е;

- влажность на границе раскатывания, д.е.

,

Показатель текучести определяется по формуле:

(1.2)

где щ - природная влажность, д.е.

Коэффициент пористости определяется по формуле:



(1.3)

где - плотность частиц, кг/см³;

- плотность грунта, кг/см³.

Наименование грунта: глина тугопластичная.

· Грунт 3-го от поверхности слоя - глинистый.

Число пластичности: ;

Показатель текучести: ;

Коэффициент пористости: .

Наименование грунта: суглинок мягкопластичный.

· Грунт 4-го от поверхности слоя - песчаный.

Частиц размером 2-10 мм 6%, меньше 25%. Не является гравелистым.

Частиц размером 0,5-10мм 52%, больше 50%. Является крупным.

Коэффициент пористости:

Коэффициент водонасыщения определяется по формуле:

(1.4)

где - плотность воды, г/см³.

Наименование грунта: песок крупный, плотный, насыщенный водой.

Определение физико-механических свойств грунтов происходит по СП 22.13330.2011 с помощью метода интерполяции. Полученные характеристики приведены в табл. 1.

Таблица 1

Физико-механические свойства грунта

№	Название грунта по ГОСТ 25100-2011	Физические характеристики	Механические характеристики
		, г/	с, г/	щ	e				, %		°	, кПа	E, МПа
1	Растительный слой	-	1,6	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
2	Глина тугопластичная	2,75	2,00	0,27	0,75	0,99	0,40	0,20	20	0,35	17	50	18
3	Суглинок мягкопластичный	2,65	1,96	0,249	0,69	0,23	0,28	0,18	10	0,69	18,6	23	15
4	Песок крупный, плотный, насыщенный водой	2,65	2,04	0,176	0,53	0,88	-	-	-	-	40,6	1,02	42

1.2 Оценка влияния грунтовых вод на выбор типа и конструкции фундамента

При проектировании оснований, фундаментов и подземных сооружений в условиях нового строительства или реконструкции необходимо учитывать гидрогеологические условия площадки и возможность их изменения в процессе строительства и эксплуатации сооружения, а именно:

а) Естественные сезонные и многолетние колебания уровней подземных вод;

б) Техногенные изменения уровней подземных вод и возможность образования «верховодки»;

в) Высоту зоны капиллярного подъема над уровнем подземных вод в пылеватых песках и глинистых грунтах;

г) Степень агрессивности подземных вод по отношению к материалам подземных конструкций и коррозионную агрессивность грунтов по результатам инженерно- геологических изысканий с учетом технологических особенностей производства.

1.3 Нормативная глубина промерзания грунтов

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

Нормативную глубину сезонного промерзания грунта , м, при отсутствии данных многолетних наблюдений следует определять на основе теплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение допускается определять по формуле:

,(м) (1.5)

где, - теплотехнический коэффициент для разных типов грунтов (по СП 22.13330.2011).

- безразмерный коэффициент численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе (по СП 131.13330.2012).

- для глин и суглинков,

).

м)

1.4 Общая оценка геологического разреза. Посадка здания

Судя по геологическому профилю (рис. 1), строительная площадка имеет спокойный рельеф с абсолютной отметкой 139,5. Грунты имеют слоистое напластование с выдержанным и согласным залеганием пластов.

Отметка спланированной поверхности земли -0,3 м. и соответствует абсолютной отметке Расстояние до уровня грунтовых вод Грунтовые воды неагрессивные и безнапорные.

Грунт 1ого от поверхности слоя - растительный, мощностью 0,3 м. Растительный слой не рабочий, он срезается

Грунт 2-го от поверхности слоя - глина тугопластичная, мощностью 1,8 м. По качеству грунт средней надежности (), среднедеформируемый (Е=18 МПа). Может служить естественным основанием.

Грунт 3-го от поверхности слоя - суглинок мягкопластичный, мощностью 2,5 м. По качеству грунт средней надежности (), среднедеформируемый (Е=15 МПа). Может служить естественным основанием.

Грунт 4-го от поверхности слоя - песок крупный плотный насыщенный водой, мощностью 11,8 м. По качеству грунт надежный, среднедеформируемый (Е=42 МПа). Может служить естественным основанием.

В качестве основания для фундаментов мелкого заложения может служить грунт 2-ого или 3-ого от поверхности слоя, однако эти слои средней надежности. Это следует учесть при выборе площади фундамента. Также необходимо выполнить проверку подстилающих слоев и проверку осадок фундаментов, так как из-за наличия подвала, фундаменты мелкого заложения имеют разные отметки, и рабочие зоны этих фундаментов содержат в себе разные слои грунта.

В качестве основания для свайных фундаментов выбран грунт 4-ого от поверхности слоя.



2. Расчет и конструирование фундамента в открытом котловане

2.1 Расчетная глубина промерзания грунта. Глубина заложения фундамента

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта , м, подсчитывается по формуле:

,(м), (2,1)

где - нормативная глубина промерзания- это среднее (за срок не менее 10 лет) значение максимальных глубин промерзания грунтов на открытой площадке оголённой зимой от снега.

- коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения (по СП 22.13330.2011).

Расчетные глубины сезонного промерзания грунта:

Для части сооружения без подвала: ,(м).

Для части сооружения с подвалом: .

По требованиям СП 22.13330.2011 глубина заложения фундаментов должна приниматься с учетом:

а) назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, нагрузок и воздействий на его фундаменты;

б) глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубины прокладки инженерных коммуникаций;

в) существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;

г) инженерно-геологических условий площадки строительства (физико- механических свойств грунтов, характера напластований, наличия слоев, склонных к скольжению, карманов выветривания, карстовых полостей и пр.);

д) гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружения;

е) возможного размыва грунта у опор сооружений, возводимых в руслах рек (мостов, переходов трубопроводов и т.п.);

ж) глубины сезонного промерзания грунтов.

2.2 Назначение высотных отметок фундаментов.

С учетом требований СП 22.13330.2011, фундаментам были назначены следующие высотные отметки (относительно отметки пола первого этажа) -2,550 и -4,550 для фундаментов без подвальной части и с подвальной частью соответственно.

2.3 Определение плановых размеров фундаментов по расчетным сечениям из расчета по II предельному состоянию

Метод подбора размеров фундаментов - графоаналитический.

Размеры подошвы фундамента при неизвестном расчетном сопротивлении грунта можно определить графически. Среднее давление по подошве фундамента Р является функцией от ширины подошвы b, расчетное сопротивление грунта R так же зависит от размеров подошвы b. b - должно удовлетворять условию P<R.

1) Среднее давление по подошве фундамента.

, (кПа), (2.2)

где - нагрузка на обрез фундамента;

А - площадь подошвы фундамента, м²;

- средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах. Для предварительных расчетов принимаем равным-20кН/;

- глубина заложения фундамента, м.

2) Расчетное сопротивление грунта основания в зависимости от ширины подошвы.

], (кПа), (2.3)

где - коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4 СП 22.13330.2011;

k - коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта ( II и сII) определены непосредственными испытаниями, и k = 1,1, если они приняты по таблицам приложения Б СП 22.13330.2011;

коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5 СП 22.13330.2011;

- коэффициент, принимаемый равным единице при b < 10 м;

b - ширина подошвы фундамента, м;

- осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³;

- то же, для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа

- глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (2.4)

- глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом глубиной свыше 2 м принимают равным 2 м).

, (м), (2.4)

здесь - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

- толщина конструкции пола подвала, м;

- расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3.

· Первое расчетное сечение: наружная стена без подвала.

Рисунок Зависимость среднего давления по подошве фундамента (P) и расчетного сопротивления грунта основания (R) от ширины фундамента (b) для стены А без подвала

Согласно каталогу типовых изделий, наибольшая ширина столбчатого фундамента мелкого заложения для гражданских зданий 2,1 м (для 2ФЛ21).

Увеличим ширину подошвы фундамента за счет бетонной плиты размером 2,4х2,4х0,3.

(кПа),

Проверка давления по подошве вычисляется по формуле

, (кПа), (2.5)

Где -

-

-

Необходимо выполнить требования:

,

(2.6)

где - коэффициент недогруза

Для данного расчетного сечения:

.

Вывод: данному расчетному сечению удовлетворяет фундамент 2ФЛ2.1, поставленный на бетонную плиту размеров 2,4х2,4х0,3 с отметкой подошвы -2,850 относительно отметки пола первого этажа.

· Второе расчетное сечение: наружная стена с подвалом.



Рисунок Зависимость среднего давления по подошве фундамента (P) и расчетного сопротивления грунта основания (R) от ширины фундамента (b) для стены А с подвалом

Согласно каталогу типовых изделий, выберем фундамент 2ФЛ21 с шириной подошвы 2,1 м.

(кПа),

(кПа),

где (м).

Проверка давления фундамента для данного расчетного сечения:

.

Вывод: данному расчетному сечению удовлетворяет фундамент 2ФЛ2.1, с отметкой подошвы -4,550 относительно отметки пола первого этажа.

· Третье расчетное сечение: внутренняя стена без подвала.

Рисунок Зависимость среднего давления по подошве фундамента (P) и расчетного сопротивления грунта основания (R) от ширины фундамента (b) для стены Б без подвала

Согласно каталогу типовых изделий, выберем фундамент 2ФЛ21 с шириной подошвы 2,1 м.

(кПа),

]=385,559 (кПа).

Для данного расчетного сечения:



.

Вывод: Не смотря на высокий коэффициент недогруза, для данного расчетного сечения принимаем фундамент с наименьшей (исходя из сортамента) возможной площадью подошвы 2ФЛ2.1 с отметкой подошвы -1,900 относительно отметки пола первого этажа.

· Четвертое расчетное сечение: внутренняя стена с подвалом.

Рисунок Зависимость среднего давления по подошве фундамента (P) и расчетного сопротивления грунта основания (R) от ширины фундамента (b) для стены Б с подвалом

Согласно каталогу типовых изделий, выберем фундамент 2ФЛ21 с шириной подошвы 2,1 м.



(кПа),

(кПа),

где (м).

Проверка давления фундамента для данного расчетного сечения:

.

Вывод: данному расчетному сечению удовлетворяет фундамент 2ФЛ2.1, с отметкой подошвы -4,550 относительно отметки пола первого этажа.

2.4 Расчет осадок фундамента

А) Для второго расчетного сечения: наружной стены с подвалом.

Для расчета осадок фундамента используем метод элементарного послойного суммирования.

Графическое изабражение расчета приведено в приложении

1) Определение напряжений от собственного веса грунта.

Напряжение от собственного веса грунта в точке определяется по формуле:

, (кПа), (2.7)

Где - удельный вес грунта i-го слоя, расположенного выше точки измерения напряжения, кН/м³;

- мощность слоя, м.

2) Определение напряжения от веса фундамента и надфундаментных конструкций .

, (кПа), (2.8)

где - общее давление на уровне подошвы фундамента, кПа;

- среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

- вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента, кПа;

- коэффициент, принимаемый по таблице 5.8 СП 22.13330.2011 в зависимости от относительной глубины о, равной 2z / b, где z - глубина слоя, м.



Таблица

Определение напряжений от веса здания для стены А с подвалом

№, п/п	hi, м	zi, м	о=2z/b	a	, кПа
1	0,45	0,45	0,429	0,935	331,697
2	0,39	0,84	0,800	0,756	268,196
3	0,84	1,68	1,600	0,369	130,905
4	0,84	2,52	2,400	0,214	75,918
5	0,84	3,36	3,200	0,13	46,118
6	0,84	4,2	4,000	0,087	30,863
7	0,84	5,04	4,800	0,062	21,994
8	0,84	5,88	5,600	0,046	16,318
9	0,84	6,72	6,400	0,036	12,771
10	0,84	7,56	7,200	0,028	9,933

3) Определение сжимаемой толщи грунта

Строим доп. эпюру 0.2.

Осуществляем проверку точки пересечения.

(2.9)

Вывод. Глубина сжимаемой толщи определена верно.

4) Расчет осадки.

Расчет осадки производим на глубину сжимаемой толщи по формуле:

, (м), (2.10)

где - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

- осадка в i-ом слое (м), определяющая по формуле:

, (м), (2.11)

Таблица

Расчет осадки каждого слоя для наружной стены с подвалом

№	hi, м	E, кПа	, кПа	Si, м
			Кровля	Подошва	Среднее
1	0,45	15000	354,757	336,452	345,604	0,010368
2	0,39	42000	336,452	283,806	310,129	0,00288
3	0,84	42000	283,806	159,286	221,546	0,004431
4	0,84	42000	159,286	91,173	125,229	0,002505
5	0,84	42000	91,173	56,761	73,967	0,001479
6	0,84	42000	56,761	38,314	47,537	0,000951
7	0,84	42000	38,314	27,316	32,815	0,000656
8	0,036	42000	27,316	26,962	27,139	2,3E-05

Предельная осадка основания фундамента для объектов нового строительства (по СП 22.13330.2011).

.

Вывод: Выбранный тип фундамента удовлетворяет условиям предельных осадок.

Б) Для второго расчетного сечения: внутренней стены с подвалом.

1) Определение напряжений от собственного веса грунта.

Смотри раздел 2.4 А.

2) Определение напряжения от веса фундамента и надфундаментных конструкций производим по формуле (2.8).

Таблица

Определение напряжений от веса здания для стены Б с подвалом

№, п/п	hi, м	zi, м	о=2z/b	a	, кПа
1	0,15	0,15	0,125	0,988	371,423
2	0,81	0,96	0,800	0,800	300,900
3	0,96	1,92	1,600	0,449	168,880
4	0,96	2,88	2,400	0,257	96,664
5	0,96	3,84	3,200	0,160	60,180
6	0,96	4,8	4,000	0,108	40,622
7	0,96	5,76	4,800	0,077	28,962
8	0,96	6,72	5,600	0,058	21,815
9	0,96	7,68	6,400	0,045	16,926
10	0,96	8,64	7,200	0,036	13,541

2) Определение сжимаемой толщи грунта

Вывод. Глубина сжимаемой толщи определена верно.

3) Расчет осадки.

Таблица

Расчет осадки каждого слоя для наружной стены с подвалом

№	hi, м	E, кПа	, кПа	Si, м
			Кровля	Подошва	Среднее
1	0,15	15000	376,125	371,423	373,774	0,003738
2	0,81	42000	371,423	300,900	336,162	0,006483
3	0,96	42000	300,900	168,880	234,890	0,005369
4	0,96	42000	168,880	96,664	132,772	0,003035
5	0,96	42000	96,664	60,180	78,422	0,001793
6	0,96	42000	60,180	40,622	50,401	0,001152
7	0,96	42000	40,622	28,962	34,792	0,000795



Предельная осадка основания фундамента для объектов нового строительства (по СП 22.13330.2011).

.

Вывод: Выбранный тип фундамента удовлетворяет условиям предельных осадок.



3. Расчет и конструирование свайных фундаментов

3.1 Выбор типа, способа погружения, размеров свай и типа ростверка. Определение несущей способности одиночной сваи

Несущую способность Fd, кН, висячей забивной и вдавливаемой свай и сваи- оболочки, погружаемой без выемки грунта, работающих на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле:

,(кПа) (3.1)

где - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.2 СП 24.13330.2011;

A - площадь опирания на грунт сваи, м2, принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру, или по площади сваи-оболочки нетто;

u - наружный периметр поперечного сечения ствола сваи, м;

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

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

, - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по таблице 7.4 СП 24.13330.2011

Расчетная нагрузка на сваю

, (кПа), (3.2)

где,=1,4

· Первое расчетное сечение: внешняя стена без подвала

Примем сваю сечением С50.30 с глубиной заложения 6,800 (м) относительно отметки спланированной поверхности земли.

В формуле (3.1) суммировать сопротивления грунта следует по всем слоям грунта, пройденным сваей, при условии, что мощность отдельно взятых слоев не превышает 2 м.

l - глубина от уровня природного грунта до середины слоя, м

Таблица

Подсчет сопротивления грунта для первого расчетного сечения

№ Слоя п/п	h, м	l, м	f, кПа	f*h	Примечание
1	1	2,6	8,16	8,16	Суглинок мягкопластичный, Il=0,69
2	1,1	3,65	9,315	10,246
3	0,4	4,4	10,1	4,04	Суглинок мягкопластичный + ГВ, Il=0,69
4	2	5,6	74,36	148,72	Песок крупный
5	0,5	6,85	80,21	40,105	Песок крупный
Сумма	211,272

(кПа),

Расчетная нагрузка на сваю удовлетворительная.

· Второе расчетное сечение: внешняя стена с подвалом

Примем сваю сечением С35.30 с глубиной заложения 8,200 (м) относительно отметки спланированной поверхности земли.

Таблица

Подсчет сопротивления грунта для второго расчетного сечения

№ Слоя п/п	h, м	l, м	f, кПа	f*h	Примечание
1	0,3	4,45	10,15	3,045	Суглинок мягкопластичный + ГВ, Il=0,69
2	2	5,6	74,36	148,72	Песок крупный
3	1,2	7,2	78,52	94,224	Песок крупный
Сумма	211,272

(кПа),

Расчетная нагрузка на сваю удовлетворительная.

· Третье расчетное сечение: внутренняя стена без подвала

Примем сваю сечением С55.30 с глубиной заложения 7,350 (м) относительно отметки спланированной поверхности земли.

Таблица

Подсчет сопротивления грунта для третьего расчетного сечения

№ Слоя п/п	h, м	l, м	f, кПа	f*h	Примечание
1	0,65	1,775	24,037	15,624	Глина туглпластичная, Il=0,35
2	1	2,6	8,16	8,16	Суглинок мягкопластичный, Il=0,69
3	1,1	3,65	9,315	10,246
4	0,4	4,4	10,1	4,04	Суглинок мягкопластичный + ГВ, Il=0,69
5	1	5,1	73,06	73,06	Песок крупный
6	1	6,1	75,66	75,66
7	0,35	6,775	77,415	27,095
Сумма	213,886

(кПа),

Расчетная нагрузка на сваю удовлетворительная.

· Четвертое расчетное сечение: внутренняя стена с подвалом

Примем сваю сечением С35.30 с глубиной заложения 8,200 (м) относительно отметки спланированной поверхности земли.

Таблица

Подсчет сопротивления грунта для третьего расчетного сечения

№ Слоя п/п	h, м	l, м	f, кПа	f*h	Примечание
1	0,3	4,45	10,15	3,045	Суглинок мягкопластичный + ГВ, Il=0,69
2	2	5,6	74,36	148,72	Песок крупный
3	1,2	7,2	78,52	94,224	Песок крупный
Сумма	245,989

(кПа),

Расчетная нагрузка на сваю удовлетворительная.

3.2 Определение количества свай и их размещение в свайном фундаменте. Проверка несущей способности свай в свайном фундаменте (I предельное состояние)

Количества свай в одном свайном кусте определяется по формуле:

(3.3)

где, N - это расчетная нагрузка по обрезу фундамента,(кН/м);

- это допустимая нагрузка на сваю, (кН);

- это коэффициент зависящий от вида свайного фундамента, для свайного куста =9;

d - это сторона сваи, (м);

- высота ростверка, (м);

- средний удельный вес материала ростверка и грунта на его уступах = 20 (кН/м).

,

,

,

.

Вывод: Для каждого расчетного сечения необходимо установить две сваи. В данном случае сваи устанавливаются в один ряд.

Проверка несущей способности свай в свайном фундаменте определяется по формуле:

, (кПа), (2.5)

Где -

-

-

,

,

,

.

Вывод: все расчетные сечения проходят проверку несущей способности свай в свайном фундаменте по I предельному состоянию.

3.3 Расчет условного свайного фундамента по расчетному сопротивлению грунта основания (I предельное состояние)

Определение сочетаний нагрузок на фундамент

Нагрузку следует определять для каждой несущей стены.

По 1группе предельных состояний:

где, =(

Стена А без подвала:(кН/м)

Стена А с подвалом: (кН/м)

Стена Б без подвала: (кН/м)

Стена Б с подвалом: (кН/м)

По 2 группе предельных состояний:

,

где,

Стена А без подвала:(кН/м)

Стена А с подвалом: (кН/м)

Стена Б без подвала: (кН/м)

Стена Б с подвалом: (кН/м)

Определение верхних и нижних отметок ростверка.

Стена А без подвала:

Стена Б без подвала:

Стена Б с подвалом:

Стена А без подвала:

Тип, способ погружения и выбор предварительных размеров свай

Тип сваи - висячая;

Способ погружения- забивка (ГОСТ 19 804.1-79)

Свая работает на центральное сжатие.

Расчетная длина свай (без учета заострения и заделки сваи в ростверк) назначается из условия погружения их в «хороший» грунт на глубину не менее 0,5м.

«хороший» грунт-это крупнообломочные грунты, гравелистые, крупные и средней крупности пески и пылевато-глинистые грунты с

В остальных случаях рекомендуемая глубина заделки сваи в несущий слой не менее 1м.

Определение несущей способности свай по грунту:

Несущая способность висячей забиваемой сваи определяется как сумма расчетных сопротивлений грунтов основания под нижней опорной частью свай и на ее боковой поверхности:

,

где, - коэффициент условия работы сваи в грунте

- коэффициент условий работы грунта на опорной части сваи, учитывающий влияние способа погружения сваи на расчетное сопротивление грунта.

- расчетное сопротивление грунта под нижней опорной честью сваи, (кПа)

А - площадь поперечного сечения ствола сваи,(

U-периметр поперечного сечения ствола сваи, (м)

- расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи

Расчетная нагрузка на сваю

,

Где,=1,4

Определение несущей способности сваи по грунту для внутренней и наружной стены с подвалом и без него:

	Стена А без подвала
№	h(м)	Zi(м)	fi(кПа)	Rf=(u*fi*hi)jct
1	1,20	2,000	39	56,16
2	1,20	3,200	47,06	67,7664
3	1,05	4,325	9,325	11,7495
4	1,05	5,375	10	12,6
5	1,05	6,425	10	12,6
6	1,05	7,475	10	12,6
7	1,00	8,500	10	12
8	1,30	9,650	64,475	100,581
			сумма	286,0569
	Стена Б без подвала
№	h(м)	Zi(м)	fi(кПа)	Rf=(u*fi*hi)jct
1	1,400	1,850	37,635	63,2268
2	1,250	3,175	46,1825	69,27375
3	1,050	4,325	9,325	11,7495
4	1,050	5,375	10	12,6
5	1,050	6,425	10	12,6
6	1,050	7,475	10	12,6
7	1,000	8,500	10	12
8	1,050	9,525	64,2875	81,00225
			сумма	275,0523
	Стена Б с подвалом
№	h(м)	Zi(м)	fi(кПа)	Rf=(u*fi*hi)jct
1	1,00	3,300	46,67	56,004
2	1,05	4,325	9,325	11,7495
3	1,05	5,375	10	12,6
4	1,05	6,425	10	12,6
5	1,05	7,475	10	12,6
6	1,00	8,500	10	12
7	1,20	9,600	64,4	92,736
			сумма	210,2895



	Стена А с подвалом
№	h(м)	Zi(м)	fi(кПа)	Rf=(u*fi*hi)jct
1	0,55	3,525	47,5475	31,38135
2	1,05	4,328	9,328	11,75328
3	1,05	5,375	10	12,6
4	1,05	6,425	10	12,6
5	1,05	7,475	10	12,6
6	1,00	8,5	10	12
7	1,15	9,575	64,3625	88,82025
			сумма	181,75488

Определение числа центрано-нагруженных свай в фундаменте:

где, - это расчетная нагрузка по обрезу фундамента,(кН/м)

- это допустимая нагрузка на сваю, (кН)

- это коэффициент зависящий от вида свайного фундамента, для лент =7,5

d- это сторона сваи, (м)

- высота ростверка,(м)

- средний удельный вес материала ростверка и грунта на его уступах =22(кН/м)

Наружная стена с подвалом: (А с подвалом)

(кН/м); (кН/м); кН/

Наружная стена без подвалом: (А без подвала)

(кН/м); (кН/м); кН/

Внутренняя стена с подвалом: (Б с подвалом)

(кН/м); (кН/м); кН/

Внутренняя стена без подвала: (Б без подвала)

(кН/м); (кН/м); кН/

Определение схемы размещения свай в ростверке.

t_p=1/n_свай

где, - расстояние между сваями

- количество свай

В зависимости от полученного расстояния определяют число рядов свай в ростверке.

Схемы размещения:

а) Однорядное ?3d

б) Двухрядная шахматная 1,5d<<3d

в) Трехрядное d<?1,5d

В фундаменты под колонны размещение свай в плане производится в рядовом или шахматном порядке, в зависимости от того, какое размещение дает минимальную площадь подошвы ростверка.

Стена А без подвала t_p=1/n_свай = 1/0,88=1,14 принимаем t_p=1,1, тогда n_св=0,909

Стена Б без подвала t_p=1/n_свай =1/4=0,25

Стена Б с подвалом t_p=1/n_свай =1/5=0,2

Стена А с подвалом t_p=1/n_свай =1/1,16=0,86

d=0,3

1) Стена А без подвала - однорядное размещение, т.к. t_p>3d

Свесы: С₀=0,2d+0,05=0,2*0,3+0,05=0,11

2) Стена Б без подвала - 4 сваи

3) Стена Б с подвалом - 5 свай

4) Стена А с подвалом - двухрядное шахматное размещение 0,45<0.86<0.9

C_p=корень((3d)²-t_p²)=((3*0.3)²-0.86²)=0.0704

C₀=0.3d+0.05=0,14

Поверочный расчет несущей способности свайного фундамента по 1 группе предельных состояний:

1 условие: Рабочая нагрузка на сваю не должна превышать расчетной величины.

где, Q- вес ростверка,(кН/м).

Наружная стена с подвалом: (А с подвалом)

Внутренняя стена с подвалом: (Б с подвалом)

Наружная стена без подвала: (А без подвала)

Внутренняя стена без подвала: (Б без подвала)

Поверочный расчет свайного фундамента по 2 группе предельных состояний (деформация)

Проверка давления по подошве условного фундамента (наибольшая нагрузка: стена Б без подвала)

где,

P?R

где,;

;

;

(кПа) стена внутренняя без подвала:

=21,456/4=5,364 (градусы) tn 5,364=0,098

А_ус=2,0934²=4,38 (м)

P?R

Определение осадки условного свайного фундамента

S?Sпр

P₀=351.41-205.546=145.864 (кН)

Сваи: Стена Б без подвала
№ слоя	hi (м)	zi (м)	кси	альфа	b=	Сигмаzpi=альфаi*Po	Po
1	1,752	0	0	1	4,38	145,864	145,864
2	1,752	1,752	0,80	0,800		116,6912
3	1,752	3,504	1,60	0,449		65,492936
4	1,752	5,256	2,40	0,257		37,487048
5	1,752	7,008	3,20	0,160		23,33824
6	1,752	8,76	4,00	0,108		15,753312
7	1,752	10,512	4,80	0,077		11,231528
8	1,752	12,264	5,60	0,058		8,460112
9	1,752	14,016	6,40	0,045		6,56388



№ слоя	hi (м)	кровля	подошва	среднее	Ео (кПа)	Si (м)
1	1,752	145,864	116,6912	131,2776	23400	0,00982899
2	1,752	116,6912	65,49294	91,09207	23400	0,006820227
3	1,752	65,49294	37,48705	51,48999	23400	0,003855148
4	1,752	37,48705	23,33824	30,41264	23400	0,002277049
5	1,752	23,33824	15,75331	19,54578	23400	0,001463427
						0,022781414	0,018225	1,8см
							1,8см<8см

Выбор свайного погружателя и определение величины контрольного отказа.

Необходимая минимальная энергия удара молота:

a-коэфициент, а=0,025 кДж/кН

N_c - допустимая нагрузка

Э=1,75*0,025*510,776=22,346

По найденной величине энергии удара по таблице характеристик сваебойных молотов выбирается тип молота. (Веселов стр.210)

Принимаем дизель-молот трубчатый С-995 с расчетной энергией удара 33кДж.

Проверка на применимость молота по весу забиваемой сваи:

m₁ - масса молота (т)

m₂ - масса сваи (т)

m₃ - масса (прокладки) подбабок (т) (max=10кг)

k_m=6 для трубчатых дизель молотов

k_m=5 для молотов одиночного и штанговых дизель молотов

k_m=3 для подвесных молотов

0,21?6

Величина расчетного отказа:

?-коэфициент принимаемый в зависимости от материала свай

?=1500 для ж/б свай

?=1000 для металлических свай

?=800 для деревянных

А-поперечного сечения сваи (м²)=0,09

J_g- коэффициент усл. работы =1

N- расчетная нагрузка на сваю (510,776)

М- коэффициент условия работы молота=1

-коэффициент восстановления удара, =0,2

2ч3(мм)<6(мм)<2ч3(см)

Размещено на Allbest.ru

...