Расчет фундаментов мелкого заложения

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

1. Оценка инженерно-геологических изысканий

2. Расчет фундаментов мелкого заложения

2.1 Выбор глубины заложения фундаментов

2.2 Определение требуемых размеров подошвы фундаментов

2.3 Проверка принятых размеров подошвы фундаментов

2.4 Проверка принятых размеров подошв фундаментов по деформациям

3. Расчет свайных фундаментов

3.1 Определение глубины заложения ростверка свайного фундамента

3.2 Определение требуемой длины и несущей способности сваи

3.3 Определение требуемого количества свай

3.4 Определение фактической нагрузки, действующей на сваю

3.5 Определение осадки свайного фундамента

3.6 Расчет осадки свайного фундамента методом послойного суммирования

Список использованных источников

свая сечение фундамент



1. Оценка инженерно-геологических изысканий

Грунт № 1

Исходные данные:

> 2	2-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	0,1-0,05	0,05-0,005	< 0,005
-	9	6	5	12	18	50

сs=2,7 т/м3;

с=2,05 т/м3;

W=0,2;

Wl = 0,38;

Wp = 0,15.

1.Определяем вид грунта по содержанию глинистых частиц.

Частиц диаметром <0,005 мм = 50 % % пылевато-глинистый грунт.

2.Определяем разновидность грунта по числу пластичности:

3.Определяем консистенцию грунта по показателю текучести:

IL ,

L => полутвердая.

4. Определяем плотность сухого грунта:



,

.

5.Определяем коэффициент пористости:

,

.

6. Определяем степень влажности:

,

7. Определяем удельный вес грунта:

,

.

8. Определяем модуль деформации по таблице СП:

Е = 26,4 МПа

9. Определяем расчетное сопротивление грунта по таблице СП:

грунт является пригодным для естественного основания .



Грунт №2

Исходные данные:

> 2	2-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	0,1-0,05	0,05-0,005	< 0,005
8	38	6	30	18	0	0

сs=2,65 т/м3;

с=1,92 т/м3;

W=0,14;

1.Определяем вид грунта по содержанию глинистых частиц.

Частиц диаметром <0,005 мм=0% < 3% - песчаный грунт.

Частиц диаметром <0,25 мм=52% > 50% - песок средней крупности.

2. Определяем плотность сухого грунта:

,

3.Определяем коэффициент пористости:

,

4. Определяем степень влажности:

,

.

5. Определяем удельный вес грунта:

,

.

9. Определяем модуль деформации по таблице СП:

Е = 37 МПа

10. Определяем расчетное сопротивление грунта по таблице СП:

грунт является пригодным для естественного основания.

Грунт №3

Исходные данные:

> 2	2-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	0,1-0,05	0,05-0,005	< 0,005
4	26	19	27	23	1	0

сs=2,66 т/м3;

с=2,02 т/м3;

W=0,1;

1.Определяем вид грунта по содержанию глинистых частиц.

Частиц диаметром <0,005 мм=0% < 3% - песчаный грунт.

Частиц диаметром <0,1 мм=76% > 75% - песок мелкой крупности.

2. Определяем плотность сухого грунта:

,



3.Определяем коэффициент пористости:

,

4. Определяем степень влажности:

,

.

5. Определяем удельный вес грунта:

,

.

9. Определяем модуль деформации по таблице СП:

Е = 48 МПа

10. Определяем расчетное сопротивление грунта по таблице СП:

грунт является пригодным для естественного основания.

Таблица 4 Сводная таблица расчетных характеристик грунтов

№ грунта	сd, т/м3	е	Sr	Ip	Il	,кН/м3	R0, кПа	Е0, МПа	Полное наименование грунта
1	2,01	0,34	1,59	0,23	0,22	20,111	466	26,4	Глина, легкая-песчанистая, полутвердая
2	1,68	0,58	0,64	-	-	18,824	400	37	Песок, средней плотности, средней крупности, средней степени влажности
3	1,84	0,45	0,59	-	-	19,816	400	48	Песок, мелкий, средней степени водонасыщения, плотный



2. Расчет фундаментов мелкого заложения

2.1 Выбор глубины заложения фундаментов

Сечение 1-1

В соответствии с инженерно-геологическими условиями, минимальная глубина заложения d = 0,5+0,6=1,1 м.

В соответствии с конструктивными особенностями, глубина заложения будет равна:

где db- заданная глубина подвала (0,8 м);

В соответствии с конструктивными особенностями минимальная глубина заложения составляет 1,1 м.

Климатические условия

где Kh- коэффициент, учитывающий температурный режим здания;

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

d0- величина, для песков средних принимаем 0,23;

м,

м,

Вывод: в соответствии с конструктивными особенностями глубина заложения фундамента сечения 2-2 составит 1,4 м.

Сечение 2-2

В соответствии с инженерно-геологическими условиями, минимальная глубина заложения d = 0,5+0,6=1,1 м.

В соответствии с конструктивными особенностями, глубина заложения будет равна:

где db- заданная глубина подвала (0,8 м);

Климатические условия

где Kh- коэффициент, учитывающий температурный режим здания;

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

d0- величина, для песков мелких;

м,

м,

Вывод: в соответствии с конструктивными особенностями глубина заложения фундамента сечения 1-1 составит 1,4 м.

2.2 Определение требуемых размеров подошвы фундаментов

Сечение 1-1

Определение требуемых размеров подошвы фундамента:

Так как фундамент внецентренно нагружен, прибавляем к его площади 15%:

Ширина и длина подошвы центрально нагруженного столбчатого фундамента:

,

Принимаем b и l = 1 м.

Сечение 2-2

Определение требуемых размеров подошвы фундамента:

Так как фундамент внецентренно нагружен, прибавляем к его площади 15%:

Ширина и длина подошвы центрально нагруженного столбчатого фундамента:

,

Принимаем b и l = 1 м.

Проверка принятых размеров подошвы фундаментов

Сечение 1-1

Среднее значение удельного веса грунта, залегающего ниже подошвы фундамента:

гII=20,111 кН/м3.

Среднее значение удельного веса грунта, залегающего выше подошвы фундамента:

гII'=20,111 кН/м3.

Среднее значение угла внутреннего трения для грунта, залегающего выше подошвы фундамента:

цII=19,5°.

Условие прочности для внецентренно нагруженного фундамента:

Pmin>0;

Pmax<1,2R;

Pср<R.

Вычисление R:

где с1 и с2 - коэффициенты, условий работы, равные 1,4 и 1,34 соответственно;

k - коэффициент, принимаемый 1, если прочностные характеристики грунта (ц и ?) определены непосредственными испытаниями;

b - ширина подошвы фундамента;

М, Мq, Mc - коэффициенты, принимаемые равными 2,28; 10,11 и 11,25 соответственно;

kz - коэффициент, принимаемый равным kz = 1, т.к. b <10 м;

II - усредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента;

/II - то же, залегающих выше подошвы фундамента;

сII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, равное 1кПа (тс/м2);

db - глубина подвала

d1 - глубина заложения фундамента.

где he- эквивалентный слой грунта;

q- нагрузка от возможного складирования материалов (10 кН/м3);

Мгр=1/3(d+)•B,

Мгр=1/3(1,4+0,53)•15,46•1= 9,95 кН/м,

кН•м,



Эксцентриситет:

Вычисление максимального, минимального и среднего давления под подошвой фундамента:

Условие: Pmin = кН > 0 выполняется.

Условия: Pmin = кН > 0;

Pmax = кН < 1,2R = 1141,968 кН;

Pср = кН < R = кН выполняются.

Принимаем размеры фундамента сечения 1-1 b=1 м, l=1 м.

Сечение 2-2

Среднее значение удельного веса грунта, залегающего ниже и выше подошвы фундамента:

гII = гII'=20,111 кН/м3.

Среднее значение угла внутреннего трения для грунта, залегающего выше подошвы фундамента:

цII = 19,5є.

Условие прочности для центрально нагруженного фундамента:

Pср<R.

Вычисление R:

Условие: Pср = кПа < R = кПа выполняются.

Принимаем размеры фундамента сечения 2-2 b=1 м, l=1 м.



2.4 Проверка принятых размеров подошв фундаментов по деформациям

Для многоэтажного здания с постоянным железобетонным каркасом максимальная осадка равна Smax = 8 см = 80 мм.

Р0 = Рср - • d,

.

Расчет осадки фундамента в сечение 1-1

N точек	hi, м	zi, м	2*zi/b	Ь	уzpi, кПа	уzpi	уzgi, кПа	0,2*уzgi	Eoi, кПа	Si, м
0		0	0,0000	1	293,1		26,3536	5,27072
	0,4					285,427			37000	0,00246
1		0,4	0,8000	0,88	267,208		33,8832	6,77664
	0,4					230,923			37000	0,00199
2		0,8	1,6000	0,641	194,637		41,4128	8,28256
	0,4					169,586			37000	0,00146
3		1,2	2,4000	0,476	144,535		48,9424	9,78848
	0,4					128,746			37000	0,00111
4		1,6	3,2000	0,372	112,956		56,472	11,2944
	0,4					102,936			37000	0,00089
5		2	4,0000	0,306	92,9158		64,0016	12,8003
	0,4					85,1728			48000	0,00056
6		2,4	4,8000	0,255	77,4298		71,928	14,3856
	0,4					72,2678			48000	0,00048
7		2,8	5,6000	0,221	67,1058		79,8544	15,9708
	0,4					62,8548			48000	0,00041
8		3,2	6,4000	0,193	58,6037		87,7808	17,5561
	0,4					55,5672			48000	0,00037
9		3,6	7,2000	0,173	52,5308		95,7072	19,1414
	0,4					49,7980			26400	0,00060
10		4	8,0000	0,155	47,0651		103,751	20,7503
	0,4					45,0919			26400	0,00054
11		4,4	8,8000	0,142	43,1177		111,678	22,3356
	0,4					41,4477			26400	0,00050
12		4,8	9,6000	0,131	39,7776		119,722	23,9444
	0,4					38,4112			26400	0,00046
13		5,2	10,400	0,122	37,0448		127,766	25,5533
	0,4					35,2229			26400	0,00042
14		5,6	11,2000	0,11	33,4011		135,693	27,1386
	0,4					32,1865			26400	0,00039
15		6	12,0000	0,102	30,9719		143,737	28,7475
	0,4					30,0609			26400	0,00036
16		6,4	12,800	0,096	29,1511		151,782	30,3564
	S=	0,01307

Рисунок 1 - схема осадки фундамента в сечении 2-2.



Расчет осадки фундамента в сечение 2-2

N точек	hi, м	zi, м	2*zi/b	Ь	уzpi, кПа	уzpi	уzgi, кПа	0,2*уzgi	Eoi, кПа	Si, м
0		0	0,0000	1	266,7464		26,3536	5,27072
	0,4					250,741			37000	0,00216
1		0,4	0,8000	0,88	234,7368		33,8832	6,77664
	0,4					202,860			37000	0,00175
2		0,8	1,6000	0,641	170,9844		41,4128	8,28256
	0,4					148,977			37000	0,00128
3		1,2	2,4000	0,476	126,9713		48,9424	9,78848
	0,4					113,100			37000	0,00097
4		1,6	3,2000	0,372	99,22966		56,472	11,2944
	0,4					90,4270			37000	0,00078
5		2	4,0000	0,306	81,6244		64,0016	12,8003
	0,4					74,8223			48000	0,00049
6		2,4	4,8000	0,255	68,02033		71,928	14,3856
	0,4					63,4856			48000	0,00042
7		2,8	5,6000	0,221	58,95095		79,8544	15,9708
	0,4					55,2165			48000	0,00036
8		3,2	6,4000	0,193	51,48206		87,7808	17,5561
	0,4					48,8145			48000	0,00032
9		3,6	7,2000	0,173	46,14713		95,7072	19,1414
	0,2					45,2135			26400	0,00027
10		3,8	7,6000	0,166	44,2799		99,7294	19,9458
	0,4					42,1459			26400	0,00051
11		4,2	8,4000	0,15	40,01196		107,655	21,5311
	0,4					38,2781			26400	0,00046
12		4,6	9,2000	0,137	36,54426		115,711	23,1400
	0,4					35,0771			26400	0,00042
13		5	10,000	0,126	33,61005		123,744	24,7489
	0,4					32,4096			26400	0,00039
14		5,4	10,800	0,117	31,20933		131,671	26,3342
	0,4					29,4754			26400	0,00035
15		5,8	11,600	0,104	27,74163		139,715	27,9430
	S=	0,01101

.

Рисунок 2 - схема осадки фундамента в сечении 1-1



3. Расчет свайных фундаментов

3.1 Определение глубины заложения ростверка свайного фундамента

Расчет глубины заложения ростверка свайного фундамента для сечений 1-1 и 3-3 проводится аналогично пунктам 2.1.1 и 2.1.2 данной пояснительной записки.

Для сечения 2-2 глубину заложения ростверка принимаем d = 1,6 м. Для сечения 1-1 глубину заложения ростверка принимаем d = 1,6 м.

3.2 Определение требуемой длины и несущей способности сваи

Минимальная длина сваи составляет 3 м.

Размеры поперечного сечения сваи для обоих сечений принимаем равным 300Ч300 мм.

.

Несущую способность висячих свай, работающих на сжимающую нагрузку, определяют по формуле

где коэффициент условия работы сваи, принимаемый 1;

R - расcчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

А - площадь поперечного сечения сваи;

периметр поперечного сечения ствола сваи;

коэффициенты условий работы грунта, зависящие от способа погружения сваи в грунт принимаемые (т.к. погружение осуществляется дизельными молотами);

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

толщина i-го слоя грунта.

Сечение 1-1

Предварительно принимаем длину сваи для сечения 1-1 равной 3 м.

Определим несущую способность одной сваи.

, , ,

, , ,

, , .

.

Рисунок 3 - схема к определению несущей способности сваи в сечении 1-1.

Сечение 2-2

Предварительно принимаем длину сваи для сечения 2-2 равной 3 м.

Определим несущую способность одной сваи.

, , ,

, , ,

, , .

.

Рисунок 4 - схема к определению несущей способности сваи в сечении 2-2.

3.3 Определение требуемого количества свай

Количество свай определяется по формуле:

где усредненное значение удельного веса фундамента и грунта, лежащего на его обрезах, принимаемый для зданий с подвалом равным ;

глубина заложения фундамента;

гk - коэффициент, принимаемы равным 1,4;

давление под подошвой ростверка, определяем по формуле:

где размер поперечного сечения сваи.

Сечение 1-1

Для сечения 1-1 принимаем количество свай - 2 шт.

Сечение 2-2

Для сечения 2-2 принимаем количество свай - 2 шт.

3.4 Определение фактической нагрузки, действующей на сваю

Оба сечения внецентренно нагружены, поэтому фактическая нагрузка определяется следующим образом:

где количество свай, принятое для сечения;

расстояние от главных осей до оси, наиболее удаленной из свай;

расстояние от главных осей до оси каждой сваи.

Необходимо проверить выполнение следующих условий:

Nф = Vф•с,

где V - объем фундамента (объем каждой сваи и объем ростверка);

с - плотность железобетона.

Nгр = Vгр•гср,

где гср - осредненный удельный вес грунта.

Проверка:

Сечение 1-1

Так как принятое количество свай 2, расстояние от главных осей до оси сваи равно ymax=0,45.

=22=4.

== 195,5 кН,

Условие: выполняется.

= 148,77 кН.

Условие: выполняется.

В сечении 1-1 принимаю 2 свай в ростверке.

Рисунок 5 - схема ростверка в сечении 1-1.

Сечение 2-2

Так как принятое количество свай 4, расстояние от главных осей до оси сваи равно ymax=0,45.

=0,452+0,452+0,452+0,452=0,81.

= = 214,515 кН,

Условие: выполняется.

= 78,24 кН.

Условие: выполняется.

В сечении 2-2 принимаю 2 свай в ростверке.

Рисунок 6 - схема ростверка в сечении 2-2.



3.5 Определение размеров условного фундамента и проверка по прочности

В расчете принимаются размеры условного фундамента.

Необходимо проверить выполнение следующего условия:

,

при

Сечение 1-1

=1,2 м;

=1,2 м;

м;

=1 м;

=1 м;

= 1 м;

L= 3 м;

,

м,

,

• = м,

,

,

кH,

= 13,5 кH,

= 220,275 кH,

.

Расчетное сопротивление грунта основания, определяется по формуле:

где с1 и с2 - коэффициенты, условий работы, равные 1,4 и 1,2 соответственно;

k - коэффициент, принимаемый 1, если прочностные характеристики грунта (ц и ?) определены непосредственными испытаниями;

b - ширина подошвы фундамента;

М, Мq, Mc - коэффициенты, принимаемые равными 3,12; 13,46 и 13,37 соответственно;

kz - коэффициент, принимаемый равным kz = 1, т.к. b < 10 м;

II - усредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента;

/II - то же, залегающих выше подошвы фундамента;

сII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, равное 0,27 кПа (тс/м2);

db - глубина подвала

d1 - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений.

Проверим условие:

Условие выполняется, прочность сваи обеспечена.

Сечение 2-2

=1,2 м;

=1 м;

м;

= 1 м;

= 1 м;

=1 м;

L = 3 м;

;

,

,

м,

,

• = м,

,

,

кH,

= 13,2 кH,

= 220,275 кH,

.

Расчетное сопротивление грунта основания, определяется по формуле:



Проверим условие:.

Условие выполняется, прочность сваи обеспечена.

3.6 Расчет осадки свайного фундамента методом послойного суммирования

Сечение 1-1

N точек	hi, м	zi, м	2*zi/b	Ь	уzpi, кПа		уzgi, кПа	0,2*уzgi	Eoi, кПа	Si, м
0		0	0,0000	1	293,92		88,4884	17,6976
	0,6					283,485			26400	0,00515
1		0,6	0,6061	0,929	273,0517		100,555	20,111
	0,7					241,602			26400	0,00512
2		1,3	1,3131	0,715	210,152		114,637	22,9265
	0,7					186,051			26400	0,00394
3		2	2,0202	0,551	161,949		128,710	25,7420
	0,7					144,020			26400	0,00305
4		2,7	2,7273	0,429	126,091		142,788	28,5576
	0,7					115,510			26400	0,00245
5		3,4	3,4343	0,357	104,929		156,522	31,3044
	0,7					96,2588			37000	0,00145
6		4,1	4,1414	0,298	87,5881		170,256	34,0512
	0,7					81,7097			37000	0,00123
7		4,8	4,8485	0,258	75,8313		183,990	36,7980
	0,7					70,6877			37000	0,00107
8		5,5	5,5556	0,223	65,5441		197,724	39,5448
	0,7					61,576			37000	0,00093
		6,2	6,2626	0,196	57,6083		211,458	42,2916
	0,7					54,522			37000	0,00082
10		6,9	6,9697	0,175	51,436		225,192	45,0384
	0,7					50,113			37000	0,00075
11		7,6	7,6768	0,166	47,89072		238,926	47,78522
									S=	0,02601

Рисунок 7 - схема осадки фундамента в сечении 1-1.

Сечение 2-2

N точек	hi, м	zi, м	2*zi/b	Ь	уzpi, кПа		уzgi, кПа	0,2*уzgi	Eoi, кПа	Si, м
0		0	0,0000	1	262,92		88,4884	17,6976
	0,6					253,586			26400	0,00461
1		0,6	0,6061	0,929	244,252		100,555	20,111
	0,7					216,120			26400	0,00458
2		1,3	1,3131	0,715	187,987		114,632	22,9265
	0,7					166,428			37000	0,00251
3		2	2,0202	0,551	144,868		128,710	25,7420
	0,7					128,830			37000	0,00195
4		2,7	2,7273	0,429	112,792		142,788	28,5576
	0,7					103,327			37000	0,00156
5		3,4	3,4343	0,357	93,8624		156,522	31,3044
	0,7					86,1063			37000	0,00130
6		4,1	4,1414	0,298	78,3501		170,256	34,0512
	0,7					73,0917			43000	0,00095
7		4,8	4,8485	0,258	67,8333		183,990	36,7980
	0,7					63,2322			43000	0,00082
8		5,5	5,5556	0,223	58,6311		197,724	39,5448
	0,7					55,0817			43000	0,00071
		6,2	6,2626	0,196	51,5323		211,458	42,2916
	0,7					48,0815			43000	0,00062
10		6,9	6,9697	0,175	44,6306		225,192	45,0384
									S=	0,01965

Рисунок 8 - схема осадки фундамента в сечении 2-2.



Список использованных источников

1. СП 22.13330 Основания зданий и сооружений. - Взамен СНиП 2.02.01-63* и СН 475-75; введ. 2016. - М.: ГУП ЦПП, 2016. - 48 с.

2. СП 131.13330.2012. Строительная климатология. - Введ. 2013-01-01

СП 24.13330 Свайные фундаменты. - Взамен СНиП 2.02.03-85*; введ. 2011-05-20.- М.: ГУП ЦПП, 2011. - 48 с.

3. ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация. - Взамент ГОСТ 25100-95; введ. 2011-12-08. - М.: НИИОСП им. Герсеванова, 2011 - 44с.

4. СП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений. - Взамен СНиП 2.02.01-83* и СНиП 3.02.01-87; введ. 2004-03-09. М.: НИИОСП им. Герсеванова, 2004 - 177с.

5. ГОСТ 12248-96. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. - Взамент ГОСТ 12248-78; введ. 1997-01-01. - М.: НИИОСП им. Герсеванова, 1997 - 62с.

6. ГОСТ Р 53227-2008. Материалы кровельные и гидроизоляционные гибкие битумосодержащие. - Введ.: 2009-09-02. - Москва: НИИСФ РААСН, 2009 - 11с.

Размещено на Allbest.ru

...