Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Общая характеристика здания

промышленный здание фундамент

Проектируется промышленное здание в г. Мезень. Размеры здания в осях 54,0 46,5 м. В данном курсовом проекте представлены следующие конструктивные решения здания.

Назначение помещений: 1) в осях 1-6 - торговые помещения; 2) в осях 6-9 - помещения административного персонала.

Конструкция наружной стены: 1) кирпичная кладка, 120 мм, с = 1800 кг/м3; 2) воздушный зазор, 20 мм; 3) утеплитель, 140 мм, с = 30 кг/м3; 4) кирпичная кладка, 380 мм, с = 1800 кг/м3; 5) штукатурка - цементно-песчаный раствор, 15 мм.

Конструкция наружных панельных стен: сэндвич-панели, толщина панелей 160 мм.

Параметры колонн каркаса: сборные, железобетонные, сечением 0,40,4 м.

Бетонные блоки подвала: 1) ширина блоков под наружные стены - 0,6 м; 2) ширина блоков под внутренние стены - 0,5 м.

Ригели перекрытий: 1) линолеум, 4 мм; 2) цементно-песчаная стяжка, 30 мм; 3) лёгкий бетон, 100 мм, с = 850 кг/м3; 4) ж/б многопустотная плита, 220 мм.

Конструкция покрытия: 1) 3 слоя Техноэласта; 2) цементно-песчаная стяжка, 25 мм; 3) плита минераловатная, 100 мм, с = 30 кг/м3; 4) ж/б многопустотная плита, 220 мм.

Перегородки: 1) штукатурка - цементно-песчаный раствор, 20 мм; 2) блоки силикатные пазогребневые, 115 мм; 3) штукатурка - цементно-песчаный раствор, 20 мм.



Рисунок 1.1 - Конструкция наружной стены

Рисунок 1.2 - План

Рисунок 1.3 - Разрез 1-1

Рисунок 1.4 - Разрез 2-2

2. Инженерно-геологические условия площадки строительства

Данный участок имеет характер рельефа спокойный, с абсолютными отметками от 10,5 до 11,00. На площадке пробурено три скважины глубиной 18 м. При бурении были вскрыты следующие грунты:

1) Песок средней плотности, насыщенный водой, мощностью слоя от 2 до 3 м, глубина залегания: 2-3 м от устья скважины до подошвы слоя, геологический индекс t IV(Техногенный).

2) Торф, мощностью слоя от 2,2 до 3 м, глубина залегания: 5-5,2 м от устья скважины до подошвы слоя, геологический индекс b IV(Биогенный).

3) Суглинок, мягкопластичный, мощностью слоя от 3,3 до 3,6 м, глубина залегания: 8,5-8,7 м от устья скважины до подошвы слоя, геологический индекс am IV(Аллювиально-морской).

4) Торф, мощностью слоя от 2,2 до 2,8 м, глубина залегания: 10,7-11,4 м от устья скважины до подошвы слоя, геологический индекс b IV(Биогенный).

5) Суглинок тугопластичный, полная мощность не вскрыта, глубина залегания: 18 м от устья скважины до подошвы слоя, геологический индекс g III(Ледниковый).

Уровень грунтовых вод располагается на глубине 1-1,3 м от устья скважины.

Рисунок 2.1 - План расположения буровых скважин

Таблица 2.1 - Физические свойства грунтов

№ ИГЭ	Плотность частиц грунта, г/см3	Плотность, с г/см3	Коэффициент пористости	Влажность природная, %	Влажность на границе	Число пластичности	Показатель текучести	Прочностные характеристики	Модуль деформации, Е, МПа
								Угол внутреннего трения, ц, градус	Удельное сцепление, С, кПа
					Текучести, %	Пластичности, %
		нормативная	расчётная при б							расчётная при б	расчётная при б
			0,95	0,85							0,95	0,85	0,95	0,85
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1	2,59	1,97	1,92	1,94	0,67	27	-	-	-	-	31	35	0	1	18,1
2	1,75	1,09	1,02	1,04	5,48	299	-	-	-	-	-	-	-	-	0,4
3	2,65	1,78	1,71	1,73	1,07	38,9	44,1	32,3	0,12	0,56	3	4	10	12	8,9
4	1,75	1,09	1,02	1,04	5,48	299	-	-	-	-	-	-	-	-	0,4
5	2,71	2,11	2,04	2,06	0,53	18,9	24,5	16,5	0,08	0,3	9	10	43	46	27,9

Рисунок 2.2 - Инженерно-геологический разрез В качестве расчетной принимаем скважину №3, где слой торфа и ИГЭ-8 имеют максимальную толщину.

Глубина сезонного промерзания грунтов, м,

= ,(2.1)

где d0 - коэффициент, зависящий от типа грунта, d0 = 0,28 [1] (песок мелкий);

Mt - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за год в Мезене, Мt = -54,9 [2] (таблица 5.1)

dfn = 0,28 •= 2,07 м

Расчетная глубина сезонного промерзания:

df = kh• dfn,(2.2)

где kh - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения [1] (таблица 5.2)

Учитывая, что в осях 1-6 здания нет подвала или технического подполья, а в осях 6-9 присутствует подвал, мы будем вести два расчета:

Без подвала: kh = 0,6

df = 0,6 • 2,07 = 1,24 м

С подвалом: kh = 0,4

df = 0,4 • 2,07 = 0,83 м

3. Варианты устройства фундаментов

Для устройства фундаментов мелкого заложения существует ряд правил:

1) нельзя опирать подошву фундамента на слой слабого грунта;

2) нельзя под подошвой фундамента оставлять слой малой толщины (? 0,5 м);

3) не следует оставлять под подошвой фундамента слой грунта, если значения ц, Е, с меньше значений вышележащего слоя;

4) рекомендуется заглублять фундамент в несущий слой на 0,5 м.

Если мощность торфа меньше 2 м, то выполняют выторфовку, если же слой торфа более 2 метров, то под подошвой фундамента выполняют песчаную подушку (минимум 2м).

Глубина заложения фундамента должна быть ниже глубины сезонного промерзания. Есть два исключения:

а) если присутствуют непучинистые грунты;

б) уровень грунтовых вод находится ниже на 2 м, чем глубина сезонного промерзания.

Влияние конструктивных особенностей:

а) высота фундаментной плиты принимается равной 300 мм;

б) Высота блоков 600(300) мм;

в) минимальная глубина заложения не менее 500 мм - для ленточных фундаментов и 1,5 м - для отдельно стоящего фундамента.

С учётом всех требований, подберём 2 фундамента - ленточный и отдельно стоящий (Рисунок 3.1).

Для устройства свайных фундаментов следует соблюдать следующие правила:

а) нижний конец сваи не может находиться в рыхлых песках и глинистых грунтах с IL ? 0?6;

б) минимальное заглубление в несущий слой - 1 м для забивных, 2 м - для буровых. Исключения для забивных свай: если выше несущего слоя торф, то заглубление сваи должно составлять 2 м; если несущий слой глинистый грунт в твёрдой или полутвёрдой консистенции, то заглубление в нижний слой - 0,5 м.

в) если подошва ростверка в слабых грунтах, то под ним делается песчаная подсыпка 10-20 см;

г) длина железобетонных свай должна быть кратна 0,5 м;

д) если свая прорезает слой слабых грунтов, то заделка сваи в ростверк не менее 0,3 м, если таких нет - 0,1 м;

е) минимальная длина сваи - 4 м.

Устройство свайных фундаментов представлены на рисунках 3.2 и 3.3.

Рисунок 3.1 - Устройство фундаментов мелкого заложения

Рисунок 3.2 - Устройство свайного фундамента, забивные сваи

Рисунок 3.2 - Устройство свайного фундамента, забивные сваи

4. Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения

Рисунок 4.1 - Расчетная схема устройства ФМЗ под колонну

4.1 Расчетное сечение - колонна на пересечении осей «Б» - «2»

4.1.1 Определение размеров фундамента

В расчетном сечении подвал отсутствует. Глубина заложения фундамента d = 1,5 м. Нагрузки: MII = 138,9 кН, NII = 2964,8 кН·м.

Отсыпка выполнена песком мелким: c = 2 кПа; ц = 32? ; Е = 28 МПа; е = 0,65; г = 18 кН/м3;гsb = 10 кН/м3; Mг = 1,34; Mq = 6,34; Mс = 8,55.

При расчете деформаций основания фундаментов с использованием расчетных схем, среднее давление под подошвой фундамента р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, вычисляемого по формуле:

(4.1)

где - коэффициент условий работы, в зависимости от вида грунта под подошвой;

- коэффициент условий работы;

- коэффициент, учитывающий способ определения прочностных характеристик грунта, ;

- коэффициент, принимаемый равным единице при размерах подошвы до 10 м;

- ширина подошвы фундамента;

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

- удельный вес грунта, залегающего ниже подошвы фундамента, средневзвешенное состояние;

- удельный вес грунта, залегающего выше подошвы фундамента, средневзвешенное состояние;

- глубина заложения фундаментов, м, для бесподвальных сооружений от уровня планировки.

Необходимые значения и для наших грунтов и насыпного слоя находятся путем статической обработки.

Выше подошвы фундамента песок мелкий

/м3.

Ниже подошвы фундамента находится песок мелкий и на глубину b/2 слой не изменяется, поэтому примем:

гII = 10 кН/м3 при b/2 ? 2,6 м.

Вследствие того, что размеры фундамента еще неизвестны, задаваясь значениям b, находим расчетное сопротивление грунта основания по формуле (4.1).

= 15,84b + 156,54

Определяем значение давления под подошвой фундамента:

(4.2)

 - среднее значение удельного веса фундамента; ;

d - глубина заложения фундамента, м;

А - площадь подошвы фундамента, .

Результаты вычислений сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Значения и в зависимости от b.

2,5	504,37	196,14
3,0	359,42	204,06
3,5	272,02	211,98
4	215,30	219,9

Требуемую ширину b принимаем кратной 0,3, равной 4,2 м.

Определим объем фундамента:

12·1,2 +4,22·0,3 = 6,49 м2.

Найдем вес фундамента:

6,49 · 25 = 162,25 кН

Объем фундамента вместе с грунтом на его уступах:

26,46 м3.

Следовательно, объем имеющегося грунта на уступах:

Находим вес грунта на уступах:

Среднее давление под подошвой фундамента рассчитываем по формуле:

(4.3)

Проверим условие . Расчетное сопротивление грунта при b = 4,2 м.

= 197,65 кПа ? R = 223,07 кПа - условие выполняется.

Проверка краевых напряжений

Для отдельно стоящего фундамента, на который действует изгибающий момент выполняются следующие проверки:

(4.4)

где l-длина фундамента (l = 4,2 м)

е - эксцентриситет вертикальной составляющей нагрузки на основание.

(4.5)

= 0,040 м.

= 208,94

= 84,70

В результате должны выполняться условия:

1)

2) 84,70 ? 0

Отсюда следует, что b = l = 4,2 м.

4.1.3 Проверка напряжений на кровле подстилающего слоя

Рисунок 4.2 - Расчетная схема

Выполним проверку допустимости напряжений на кровле слоя суглинка, расположенного на глубине 9 м от подошвы фундамента. Требуется выполнение следующего условия:

(4.6)

где напряжения, создаваемые грунтом;

напряжения от собственного веса грунта, выбранного при отрывке котлована;

напряжения от собственного веса грунта;

- расчетное сопротивление подстилающего грунта.

Напряжения от подошвы фундамента, вычисляют по формуле:

(4.7)

где коэффициент, учитывающий рассеивание напряжений с глубиной, определяется, как функция двух переменных: ;

Находим относительную глубину и соотношение сторон подошвы:

 4,28;

1,0.

Следовательно, по таблице 5.8 СП 22.13330.2016 0,096.

18,97 кПа.

Вертикальные сжимающие напряжения от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта, для каждой границы элементарных слоев, входящих в сжимаемую толщу, находится как

,(4.8)

где - табличный коэффициент, принимаемый в зависимости от соотношения размеров котлована и относительной глубины ;

- вертикальные сжимающие напряжения от собственного веса грунта на глубине заложения подошвы фундамента.

0,72;

1,4.

0,873.

0,873 · (0,4 · 18 + 1,1 · 10) = 15,89 кПа

Вертикальные сжимающие напряжения от собственного веса грунта:

,(4.9)

где h - мощность i-го слоя, м;

- удельный вес грунта i-го слоя, кН/м3;

0,4 · 18 + 10,1 · 10 + 10,1 · 10 = 209,2 кПа;

Сумма напряжений:

18,97 - 15,89 + 209,2= 212,28 кПа.

Az = (4.10)

Az = = 176,9 м2.

bz = (4.11)

где a = (l - b)/2.

bz = = 13,30 м

В основании условного фундамента залегает суглинок (ИГЭ №5) с характеристиками: 5ЙЙ = 10°; сЙЙ = 46 кПа; 5юЙЙ = 20,6 кН/м3, IL = 0,30.

Коэффициенты условий работы: 5ю5P1=1,2; 5ю5P2=1,0. По таблице 5.5 СП 22.13330.2016 находим значения коэффициентов: ???? = 0,18; ???? = 1,73; ???? = 4,17.

/м3.

/м3.

13,88 кПа

Условие - условие выполняется.

Расчет осадки основания

Определение осадки методом послойного суммирования выполняем в соответствии с положениями СП 22.13330.

Разбиваем массив грунта, находящийся ниже подошвы фундамента на однородные элементарные слои толщиной:

,

где b - ширина фундамента;

м.

Соответственно, выбираем толщины элементарных слоев 1,0; 0,8, 1,6 м.

Напряжения от собственного веса грунта по формуле:

,(4.12)

где - удельный вес i-го слоя грунта;

- толщина слоя.

Все результаты вычислений сводим в таблицу 4.2, вместе со значениями 0,2.

Таблица 4.2 - Значения напряжений от собственного веса грунта.

,м	,кПа	, кПа
0	0	0
1,3	25,61	5,12
2,0	29,42	5,88
5,0	32,90	6,58
5,0	69,90	13,98
8,6	133,98	26,80
11,4	137,23	27,45
18,0	276,49	55,30



Рисунок 4.3 - Эпюра напряжений от собственного веса грунта

Вертикальные напряжения от внешней нагрузки определяем для каждой границы элементарного слоя по формуле:

(4.13)

где - коэффициент, определяемый в зависимости от соотношения размеров подошвы фундамента и относительной глубины ;

- среднее давление под подошвой фундамента.

Расчетная схема со всеми необходимыми построениями представлена на рисунке 4.4. Все расчеты представлены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Вертикальные напряжения от внешней нагрузки

, м				, кПа
0	1,0	0	1	197,65
1,6		0,76	0,816	161,28
2,6		1,24	0,590	116,61
3,6		1,71	0,418	82,62
4,6		2,19	0,298	58,90
6,2		2,95	0,186	36,76
7,2		3,43	0,143	28,26
8,2		3,90	0,114	22,53
9,0		4,29	0,096	18,97
10,0		4,76	0,078	15,42
11,0		5,24	0,066	13,04



Рисунок 4.4 - Схема расчета осадки

Определяем положение нижней границы сжимаемой толщи. Точка пересечения эпюр и располагается на глубине 7,4 м (рисунок 4.2),а значит, граница условной сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е ? 7 МПа.

Осадку элементарного слоя основания фундамента определяют по формуле:

, (4.14)

Вертикальные напряжения от собственного веса, выбранного при отрывке котлована грунта, для каждой границы элементарных слоев, входящих в сжимаемую толщу, определяем по формуле:

, (4.15)

Значение соответствует значению на глубине заложения подошвы фундамента:

= 1,5 м;кПа.

Расчет значений для каждой границы элементарных слоев, входящих в сжимаемую толщу, сведем в таблицу 4.4.

Таблица 4.4 - Вертикальные напряжения от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта

, м				, кПа
0	1,4	0,00	1,0	29,88
1,6		0,13	0,991	29,61
2,6		0,21	0,985	29,43
3,6		0,29	0,980	29,28
4,6		0,37	0,974	29,10
6,2		0,50	0,941	28,12
6,6		0,53	0,932	27,85
7,2		0,58	0,916	27,37
7,4		0,59	0,913	27,28

Расчет осадок элементарных слоев выполняем в табличной форме (таблица 4.5).

Таблица 4.5 - Расчет осадок элементарных слоев

	, м	, кПа	кПа	, кПа	, кПа	, кПа	кПа	, кПа	, м	, МПа	, мм
1	0	29,88	5,98	197,65	29,88	179,47	29,75	149,72	1,6	28,0	7,11
	1,6	-	-	161,28	29,61
2						138,95	29,52	109,43	1,0	28,0	3,30
	2,6	32,90/ 69,90	6,58/ 13,98	116,61	29,43
3						99,62	29,36	70,26	1,0	28,0	2,17
	3,6	-	-	82,62	29,28
4						70,76	29,19	41,57	1,0	28,0	1,35
	4,6	-	-	58,90	29,10
5						47,83	28,61	19,22	1,6	28,0	1,14
	6,2	133,98	26,80	36,76	28,12
6						34,79	27,99	6,80	0,4	28,0	0,14
	6,6	-	-	32,81	27,85
7						30,54	27,61	2,93	0,6	28,0	0,11
	7,2	-	-	28,26	27,37
8						27,57	27,33	0,24	0,2	28,0	0,04
	7,4	-	-	26,88	27,28
							15,36

Предельно допустимая осадка основания фундамента, согласно СП 22-13330-2011 составляет 12 см. В ходе расчета превышение не выявлено.

4.2 Расчетное сечение - стена по оси «9»

Рисунок 4.5 - Расчетная схема ленточного ФМЗ

4.2.1 Определение размеров фундамента

В расчетном сечении присутствует подвал. Глубина заложения фундамента d = 2,45 м. Нагрузки:

кН/м3

= 10,0кН/м3

,(4.16)

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

- толщина конструкции пола подвала;

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

= 1,19 м.

1,95 м (глубина подвала).

= 15,84b + 260,02

.

А = l·b = b (так как принимаем l = 1 м.п.)

Подставляя разные значения b, найдем R и pII:

Таблица 4.6 - Значения и в зависимости от b

1	435,2	275,86
1,5	306,47	283,78
2	242,1	291,7

Принимаем типовую фундаментную плиту шириной 1,6 м. марки ФЛ 16.30.

Вес плиты ФЛ 16.30 составляет 27,1 кН; вес погонного метра плиты: 27,1/3,0 = 9,03 кН.

Вес 1 м стены, собранного из блоков шириной 0,6 м, от уровня планировки до фундаментной плиты: 0,6 · 1 · 25 · 2,15 = 32,25 кН.

Вес грунта на уступах: (((1,6 - 0,6)/2) · (2,15-0,4)) · 10,00 + (1,6 - 0,6)/2) ·0,4) · 18,00 = 12,35 кН.

Среднее давление под подошвой фундамента:

.

Проверим условие . Расчетное сопротивление грунта при b = 1,6 м:

= 274,89 кПа ? R = 285,36 кПа - условие выполняется.

4.2.2 Проверка напряжений на кровли подстилающего грунта

Рисунок 4.6 - Расчетная схема ленточного фундамента

Выполним проверку допустимости напряжений на кровле слоя суглинка, расположенного на глубине 8,05 м от подошвы фундамента. Требуется выполнение условия (4.6). Расчёты проводим по тому же алгоритму, как и для отдельно стоящего фундамента.

Находим относительную глубину и соотношение сторон подошвы:

10,06;

т.к. фундамент ленточный

Следовательно, по таблице 5.8 СП 22.13330.2016 0,126.

34,64 кПа.

0,644;

1,4.

0,821.

0,821 · (0,4 · 18 + 2,05 · 10) = 22,74 кПа

Вертикальные сжимающие напряжения от собственного веса грунта:

0,4 · 18 + 10,1 · 10 + 10,1 · 10 = 209,2 кПа;

Сумма напряжений:

34,64 - 22,74 + 209,2 = 221,10 кПа.

Az = = 12,70 м2.

bz =

В основании условного фундамента залегает суглинок (ИГЭ №5) с характеристиками: ??ЙЙ = 10°; сЙЙ = 46 кПа; ??ЙЙ = 20,6 кН/м3, IL = 0,30.

Коэффициенты условий работы: ????1=1,2; ????2=1,0. По таблице 5.5 СП 22.13330.2016 находим значения коэффициентов: ???? = 0,18; ???? = 1,73; ???? = 4,17.

/м3.

/м3.

511,21 кПа

Условие - условие выполняется.

4.2.3 Расчет осадки основания

Определение осадки методом послойного суммирования выполняем в соответствии с положениями СП 22.13330 аналогично пункту 4.1.4.

Расчетная схема со всеми необходимыми построениями представлена на рисунке 4.7. Все расчеты представлены в таблице 4.7.

Таблица 4.7 - Вертикальные напряжения от внешней нагрузки

, м				, кПа
0	? 10	0	1	274,89
0,5		0,63	0,922	253,45
1,05		1,31	0,724	199,02
1,65		2,06	0,539	148,17
2,25		2,81	0,419	115,18
2,85		3,56	0,341	93,74
3,45		4,31	0,286	78,62
4,05		5,06	0,246	67,62
4,65		5,81	0,215	59,10
5,25		6,56	0,192	52,78
5,65		7,06	0,179	49,21
6,25		7,81	0,162	44,53
6,85		8,56	0,147	40,41
7,45		9,31	0,136	37,39
8,05		10,06	0,125	34,36
8,65		10,81	0,117	32,16
9,25		11,56	0,109	29,96

Рисунок 4.7 - Схема расчета осадки

Определяем положение нижней границы сжимаемой толщи. Точка пересечения эпюр и располагается на глубине 8,9 м (рисунок 4.3),а значит, граница условной сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е ? 7 МПа.

Значение соответствует значению на глубине заложения подошвы фундамента:

= 3,05 м;кПа.

Расчет значений для каждой границы элементарных слоев, входящих в сжимаемую толщу, сведем в таблицу 4.8.

Таблица 4.8 - Вертикальные напряжения от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта

, м				, кПа
0	1,4	0,00	1,0	30,99
0,5		0,04	0,997	30,90
1,05		0,08	0,994	30,80
1,65		0,13	0,991	30,71
2,25		0,18	0,987	30,59
2,85		0,23	0,984	30,49
3,45		0,28	0,980	30,37
4,05		0,32	0,978	30,31
4,65		0,37	0,974	30,18
5,25		0,42	0,966	29,94
5,65		0,45	0,957	29,66
6,25		0,50	0,941	29,16
6,85		0,55	0,926	28,70
7,45		0,58	0,916	28,39
8,05		0,64	0,898	27,83
8,65		0,69	0,882	27,33
8,90		0,71	0,876	27,15

Расчет осадок элементарных слоев выполняем в табличной форме (таблица 4.9).

Таблица 4.9 - Расчет осадок элементарных слоев

	, м	, кПа	кПа	, кПа	, кПа	, кПа	кПа	, кПа	, м	, МПа	, мм
1	0	-	-	274,89	30,99	264,17	30,95	233,22	0,5	28,0	3,42
	0,5	-	-	253,45	30,90
2						226,24	30,85	195,39	0,55	28,0	3,17
	1,05	32,90/ 69,90	6,58/ 13,98	199,02	30,80
3						173,60	30,76	142,84	0,6	28,0	2,55
	1,65	-	-	148,17	30,71
4						131,68	30,65	101,03	0,6	28,0	1,84
	2,25	-	-	115,18	30,59
5						104,46	30,54	73,92	0,6	28,0	1,37
	2,85	-	-	93,74	30,49
6						86,18	30,43	55,75	0,6	28,0	1,06
	3,45	-	-	78,62	30,37
7
						73,12	30,34	42,78	0,6	28,0	0,84
	4,05	-	-	67,62	30,31
8						63,36	30,25	33,11	0,6	28,0	0,67
	4,65	-	-	59,10	30,18
9						55,94	30,06	25,88	0,6	28,0	0,55
	5,25	133,98	26,80	52,78	29,94
10						51,00	29,80	21,2	0,4	28,0	0,31
	5,65	-	-	49,21	29,66
11						46,87	29,41	17,46	0,6	28,0	0,40
	6,25	-	-	44,53	29,16
12						42,47	28,93	13,54	0,6	28,0	0,33
	6,85	-	-	40,41	28,70
13						39,17	28,55	10,62	0,6	28,0	0,28
	7,45	-	-	37,93	28,39
14						36,15	28,11	8,04	0,4	28,0	0,16
	8,05	137,23	27,45	34,36	27,83
15						33,26	27,58	5,68	0,6	28,0	0,19
	8,65	-	-	32,16	27,33
16						31,75	27,24	4,51	0,25	28,0	0,07
	8,90	-	-	31,34	27,15
						Итого:	17,21

Предельно допустимая осадка основания фундамента, согласно СП 22-13330-2011 составляет 12 см. В ходе расчета превышение не выявлено.

5. Расчет и конструирование свайных фундаментов

5.1 Забивные сваи

Сваю в составе фундамента и одиночную по несущей способности грунта основания следует рассчитывать исходя из условия:

,(5.1)

где N - расчетная нагрузка, передаваемая на сваю от наиболее невыгодного сочетания нагрузок, действующих на фундамент,

- предельное сопротивление грунта основания одиночной сваи, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи;

- коэффициент надежности по ответственности сооружения, принимаемый по ГОСТ 27751, но не менее 1;

- коэффициент надежности по грунту.

Определим несущую способность сваи по формуле:

(5.2)

где - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1; - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа;

- площадь поперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного сечения сваи;

- периметр поперечного сечения ствола сваи, м;

- расчетное сопротивление -го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа;

- толщина -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.

Околосвайный грунт разбивают на слои толщиной не более 2 м. Находят расстояние от отметки NL до середины каждого слоя.

Первое расчетное сечение - колонна на пересечении осей «Б - 2»

Проектируется фундамент монолитной железобетонной колонны. Нагрузки:

Определение несущей способности сваи расчётным методом

Разбиваем массив околосвайного грунта на 8 слоёв толщиной не более 2 м. (рисунок 5.1). Подбираем нужную длину и сечение сваи. Выбираем сечение 400х400 мм и длину сваи 12 м.

Рисунок 5.1 - Расчётная схема фундамента с забивными сваями

Определим значения расчетного сопротивления грунта на боковой поверхности. Находим сумму произведений (таблица 5.1)

Таблица 5.1 - Вычисление сопротивления грунта на боковой поверхности сваи

Наименование грунта			, м	, м
Торф	-	5,48	1	2,9	0	0
Торф	-	5,48	1,6	4,2	0	0
Суглинок	0,56	1,07	1,6	5,8	20,6	32,96
Суглинок	0,56	1,07	2,0	7,6	21,6	43,20
Торф	-	5,48	1,8	9,5	0	0
Торф	-	5,48	1	10,9	0	0
Суглинок	0,30	0,53	1,7	12,25	48,25	82,03
Суглинок	0,30	0,53	1	13,6	49,6	49,60
Итого:	207,79

Находим значение R по таблице 7.2 СП 24.13330.2011 изм. №1, R = 3910 кПа.

Определяем несущую способность сваи:

кН

Для фундаментов с вертикальными сваями расчетную нагрузку на сваю допускается определять по формуле:

,(5.3)

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

- передаваемые на свайный ростверк в плоскости подошвы расчетные изгибающие моменты, кН·м, относительно главных центральных осей Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

и Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

плана свай в плоскости подошвы ростверка;

- число свай в фундаменте;

- расстояния от главных осей до оси каждой сваи, м;

, - расстояния от главных осей до оси каждой сваи, для которой вычисляют расчетную нагрузку;

- вес сваи.

кН

=;

;

кН

Берём 6 свай с шагом 3d.

Расчетная нагрузка на сваю:

кН

- условие выполняется (отклонение 10%).

Рисунок 5.2 - Схема ростверка для забивных свай

Определение несущей способности сваи по данным статического зондирования

Совмещаем вычерченную в масштабе сваю с графиками = f(z) и Q = f(z) (рисунок 5.2).

Рисунок 5.3 - Определение несущей способности сваи

Находим площадь участка, ограниченного горизонталями, расположенными на 0,4 м выше и на 1,6 м ниже конца сваи:

щ

Среднее значение сопротивления грунта под наконечником зонда:

МПа

Предельное сопротивление грунта под нижним концом забивной сваи , кПа, по данным зондирования в рассматриваемой точке следует определять по формуле:

(5.4)

где - коэффициент перехода от к , принимаемый по таблице 7.16 СП 24.13330.2011, независимо от типа зонда по ГОСТ 19912, (по интерполяции );

- среднее значение сопротивления грунта, кПа, под наконечником зонда, полученное из опыта, на участке, расположенном в пределах одного диаметра Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

выше и четырех диаметров ниже отметки острия проектируемой сваи.

.

По графику Q = f(z) определяем Qi.

Вычисляем среднее значение сопротивления грунта на боковой поверхности зонда, кПа

, (5.5)

где - периметр зонда, us = 0,112 м;

, - сопротивления грунта на боковой поверхности зонда.

 кПа

кПа

кПа

кПа

Среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности забивной сваи , кПа, по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять при применении зондов типа I - по формуле

(5.6)

С помощью таблицы 7.16 СП 24.13330.2011 с изм. №1 определим , интерполируя промежуточные значения.

кПа;

кПа;

кПа;

кПа;

Частное значение предельного сопротивления забивной сваи в точке зондирования, кН, следует определять по формуле

(5.7)

кН

Допустимая нагрузка на сваю:

= 808,64/1,25 = 646,91 кН , отклонение 5,4%.

Расчет осадки основания

Расчет осадки основания фундамента колонны на пересечении осей «Б» - «2» с забивными сваями.

Расчет осадки одиночных свай, прорезающих слой грунта с модулем сдвига , МПа, коэффициентом Пуассона v1 и опирающихся на грунт, рассматриваемый как линейно-деформируемое полупространство, характеризуемое модулем сдвига и коэффициентом Пуассона v2, допускается производить при условии ; (где - длина сваи, м, - наружный диаметр поперечного сечения ствола сваи, м).

Модуль сдвига находят по формуле:

, (5.8)

где - модуль деформации, кПа;

- коэффициент поперечной деформации грунта основания, принимаемый по таблице 5.10 СП 22.13330.2011 для каждого грунта.

Осадка малой группы (n<25) висячих свай (свайного куста) рассчитывается в соответствии с п. 7.4.4 и п. 7.4.5 CП 24.13330.2011 с изм. №1 по методике, учитывающей взаимное влияние свай в кусте. При расчете осадок группы свай необходимо учитывать их взаимное влияние. Дополнительная осадка сваи, находящейся на расстоянии Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

(расстояние измеряется между осями свай) от сваи, к которой приложена нагрузка N, равна

,(5.9)

где(5.10)

N - вертикальная нагрузка, передаваемая на сваю, МН;

- длина сваи, м;

а - расстояние между сваями, м;

Расчет осадки i-й сваи в группе из n свай при известном распределении нагрузок между сваями производится по формуле

(5.11)

где - осадка одиночной сваи, определяемая по формуле

(5.12)

- коэффициент, определяемый по формуле.

(5.13)

- коэффициент, соответствующий абсолютно жесткой свае; - тот же коэффициент для случая однородного основания с характеристиками и ;

- относительная жесткость сваи;

EA - жесткость ствола сваи на сжатие, МН;

- параметр, характеризующий увеличение осадки за счет сжатия ствола и определяемый по формуле , , - коэффициенты, определяемые по формуле , соответственно при и при ;

- коэффициенты, рассчитываемые по формуле в зависимости от расстояния между сваями;

- нагрузка на j-ю сваю.

Рисунок 5.4 - Расчетная схема для нахождения осадки

Таблица 5.2 - Физико-механические свойства грунтов основания

Наименование грунта	г, кН/м3	гsb, кН/м3	II, …°	E, МПа		G, МПа
Песок (с)	1,97	9,52	35	18,1	0,30	6,96
Торф	1,09	1,16	-	0,4	0,40	0,14
Суглинок	1,78	7,97	4	8,9	0,35	3,30
Торф	1,09	1,16	-	0,4	0,40	0,14
Суглинок	2,11	11,18	10	27,9	0,35	10,33

.

E1 = МПа

E2 = 27,9 Мпа.

МПа.

Мпа.

Расчетный диаметр поперечного сечения ствола сваи:

м.

Проверим условия ; :

- условия выполняются.

Найдем коэффициенты , :

= 1,74.

= 1,72.

Модуль упругости бетона класса В15: Е = 24 103 Мпа.

;

;

;

;

;

=;



Рисунок 5.5 - Схема свайного куста

кН;

кН;

кН.

Расстояние, на котором следует учитывать влияние соседних свай:

= = 3,33 м.

Рисунок 5.6 - Зона влияния соседних свай

В зону влияния попадает n свай, для каждой из них вычисляют коэффициент .

Определим значения дополнительной осадки расчетной сваи от свай в кусте.

.

.

.

.

.

Осадка расчетной сваи:

= 24,56 = 2,5 см.

Предельно допустимая осадка основания фундамента, согласно СП 22-13330-2016 составляет 10 см. В ходе расчета превышение не выявлено.

Второе расчетное сечение - стена по оси «9»

Нагрузки: ; . С учетом необходимости заделки в ростверк на 0,3 м. принимаем высоту ростверка 0,6 м.

Определение несущей способности сваи расчетным методом

Вычисления производим аналогично пункту 5.1.1.1

Находим расстояние от отметки NL до середины каждого слоя . Определим значения расчетного сопротивления грунта на боковой поверхности. Находим сумму произведений (таблица 5.3)



Рисунок 5.7 - Расчетная схема ленточного фундамента под стену по оси 9 с забивными сваями

Таблица 5.3 - Вычисление сопротивления грунта на боковой поверхности сваи

Наименование грунта			, м	, м
Торф	-	5,48	1,35	4,325	0	0
Суглинок	0,56	1,07	1,6	5,8	20,6	32,96
Суглинок	0,56	1,07	2,0	7,6	21,6	43,20
Торф	-	5,48	1,8	9,5	0	...

Подобные документы

• Основания и фундаменты промышленного здания

  Характеристика проектирования оснований и фундаментов. Инженерно-геологические условия выбранной строительной площадки. Общие особенности заложения фундамента, расчет осадки, конструирование фундаментов мелкого заложения. Расчёт свайных фундаментов.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 08.03.2012
  

• Расчет фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов

  Конструирование свайных фундаментов мелкого заложения. Анализ инженерно-геологических условий. Определение глубины заложения подошвы фундамента, зависящей от конструктивных особенностей здания. Проведение проверки по деформациям грунта основания.
  
  курсовая работа [242,3 K], добавлен 25.11.2014
  

• Проектирование фундаментов промышленного здания

  Анализ инженерно-геологических условий района строительства. Сбор нагрузок на крайнюю колонну. Проектирование фундамента мелкого заложения для промышленного здания. Конструирование фундамента и расчет его на прочность. Проектирование свайных фундаментов.
  
  курсовая работа [1,0 M], добавлен 12.01.2015
  

• Проектирование фундаментов производственного здания

  Оценка инженерно-геологических и грунтовых условий строительной площадки. Проектирование фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов, определение размеров подошвы и конструирование грунтовой подушки. Земляные работы и крепление стенок котлована.
  
  курсовая работа [531,9 K], добавлен 03.11.2010
  

• Разработка и расчет фундаментов

  Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Проектирование фундаментов мелкого заложения по 2 группе предельных состояний. Расчет и проектирование свайных фундаментов, краткое описание технологии работ по их устройству, гидроизоляция.
  
  курсовая работа [1,6 M], добавлен 20.09.2014
  

• Проектирование фундаментов для промышленного одноэтажного здания

  Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки. Выбор глубины заложения фундаментов, сооружаемых в открытом котловане. Определение размеров подошвы фундаментов мелкого заложения (на естественном основании). Расчет свайного фундамента.
  
  курсовая работа [336,3 K], добавлен 13.12.2013
  

• Расчет и проектирование фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов

  Анализ инженерно-геологических условий площадки. Проектирование фундамента мелкого заложения на естественном основании, искусственном основании в виде грунтовой подушки. Расчёт свайных фундаментов, глубины заложения фундамента. Армирование конструкции.
  
  курсовая работа [698,7 K], добавлен 04.10.2008
  

• Расчет и конструирование фундаментов промышленного здания

  Инженерно-геологические условия строительной площадки. Расчетные нагрузки и характеристики грунтов. Проектирование фундаментов на естественном основании. Проверка давлений под подошвой фундамента, расчет его усадки. Проектирование свайного фундамента.
  
  курсовая работа [2,0 M], добавлен 16.12.2012
  

• Расчет и конструирование фундаментов промышленного (гражданского) здания

  Инженерно-геологические условия и характеристики грунтов. Глубина заложения и размеры подошвы фундамента на естественном основании. Проектирование свайного фундамента, его расчет по деформациям. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов.
  
  курсовая работа [19,1 M], добавлен 19.06.2012
  

• Проектирование фундаментов промышленного здания

  Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Разработка вариантов фундаментов и выбор типа основания. Замена слабых грунтов основания песчаной подушкой. Расчет свайного фундамента глубокого заложения, определение его полной осадки.
  
  курсовая работа [375,8 K], добавлен 09.04.2012
  

• Расчеты и конструирование фундаментов промышленного здания на естественном основании

  Анализ физико-механических характеристик грунта основания ИГЭ-1, ИГЭ-2. Сбор нагрузок на обрез фундамента. Расчет размеров подошвы фундаментов мелкого заложения на естественном основании для разных сечений. Осадки основания фундамента мелкого заложения.
  
  курсовая работа [2,1 M], добавлен 11.12.2022
  

• Проектирование и расчет фундаментов мелкого и глубокого заложения одноэтажного производственного здания

  Основные сведения о строительной площадке. Оценка свойств отдельных пластов грунта. Оценка геологического строения площадки. Расчет фундаментов мелкого заложения. Расчет фундаментов глубокого заложения. Устройство котлована. Устройство водопонижения.
  
  курсовая работа [540,0 K], добавлен 23.05.2008
  

• Фундаменты мелкого и глубокого заложения

  Оценка инженерно-геологических условий стройплощадки. Конструктивные особенности подземной части здания. Выбор типа и конструкции фундаментов, назначение глубины их заложения. Определение несущей способности сваи и расчет осадки свайных фундаментов.
  
  курсовая работа [3,1 M], добавлен 02.07.2010
  

• Проектирование оснований и фундаментов многоэтажного гражданского здания

  Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Разработка видов фундаментов. Проектирование фундамента мелкого заложения на искусственном основании. Проектирование свайного фундамента. Определение влияний рядом стоящих фундаментов.
  
  курсовая работа [384,3 K], добавлен 21.10.2008
  

• Расчет фундамента промышленного здания

  Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Определение физико-механических характеристик грунтов площадки строительства. Определение нормативных, расчетных усилий, действующих по верхнему обрезу фундаментов. Расчет свайных фундаментов.
  
  курсовая работа [347,7 K], добавлен 25.11.2013
  

• Расчет и конструирование фундаментов промышленного (гражданского) здания

  Знакомство с основными особенностями проектирования фундаментов для универсального здания легкой промышленности. Общая характеристика физико-механических свойств грунтов основания. Рассмотрение способов определения глубины заложения подошвы фундамента.
  
  дипломная работа [1,3 M], добавлен 18.05.2014
  

• Расчет оснований и фундаментов склада

  Физико-механические характеристики грунтов. Состав работ при устройстве фундаментов. Определение расчетного сопротивления, осадки и деформации основания, расчеты фундаментов мелкого заложения и свайных, объема котлована, стоимости затрат и материалов.
  
  курсовая работа [324,1 K], добавлен 10.11.2010
  

• Проектирование и расчет фундаментов здания монтажного цеха

  Оценка грунтовых условий строительной площадки для монтажного цеха. Особенности разработки свайных фундаментов: выбор типа, глубины заложения ростверка. Определение расчетной нагрузки на сваю, количества свай, свайных фундаментов по предельным состояниям.
  
  курсовая работа [3,7 M], добавлен 10.04.2014
  

• Расчет оснований и фундаментов здания химического корпуса

  Анализ конструктивных особенностей здания и характера нагрузок на основание. Состав грунтов, анализ инженерно-геологических условий и оценка расчетного сопротивления грунтов. Выбор технических решений фундаментов. Расчет фундаментов мелкого заложения.
  
  курсовая работа [1023,2 K], добавлен 15.11.2015
  

• Расчёт и проектирование фундаментов мелкого заложения

  Рассмотрение общих данных об инженерно-геологических условиях площадки строительства. Расчет глубины, подошвы и осадки фундаментов на естественном и на искусственном основании. Сравнение вариантов и определение наиболее рационального типа фундамента.
  
  курсовая работа [922,1 K], добавлен 29.05.2014
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам