Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения

Рисунок 1 - Результаты компрессионных испытаний грунта №74

По данным компрессионных испытаний:

при ;

при ;

;

;

.

7. Определение расчетного сопротивления грунта основания:

(в соответствии с таблицей 3 приложения 3 /1/).

8. Удельный вес грунта равен:

.

Грунт №78 - Глина

1. Определение числа пластичности:

(глина, т.к. ).

2. Определение показателя консистенции:

(глина тугопластичная, т.к. ).

3. Определение плотности сухого грунта:

.

4. Определение коэффициента пористости:

.

5. Определение степени влажности:

, так как , то грунт непросадочный.

6. Определение модуля деформации:

(в соответствии с таблицей 3 приложения 1 /1/);

.

7. Определение расчетного сопротивления грунта основания:

(в соответствии с таблицей 3 приложения 3 /1/).

8. Удельный вес грунта равен:

.

Грунт №45 - Песок средней крупности

1. Определение плотности сухого грунта:

.

2. Определение коэффициента пористости:

(песок средней плотности, т.к. ).

3. Определение степени влажности:

(песок относится к маловлажным пескам, т.к. ).

4. Определение модуля деформации:

Рисунок 2 - Результаты компрессионных испытаний грунта №45

По данным компрессионных испытаний:

при ;

при ;

;

;

.

7. Определение расчетного сопротивления грунта основания:

(в соответствии с таблицей 2 приложения 3 /1/).

8. Удельный вес грунта равен:

.

Таблица 1 - Сводная таблица расчетных характеристик грунтов основания

Вывод о несущем слое: в качестве несущего основания под фундамент мелкого заложения нельзя использовать следующие грунты - это пески рыхлые; пылевато-глинистые грунты в текучем состоянии (); грунты с модулем общей деформации и расчетным сопротивлением .

Все три грунта пригодны для использования в качестве основания.

2. Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения

2.1 Определение глубин заложения подошв фундаментов

Сечение 1-1 (с подвалом):

;

;

;

По карте определяю нормативную глубину промерзания, которая для Перми равна dfn=185 см.

Тогда с учетом теплового режима здания расчетное промерзание грунта равна:

;

.

Принимаем глубину заложения подошвы фундамента равной .

Сечение 4-4 (без подвала):

Так как фундамент находится внутри здания, то по п. 2.29 /1/ глубина заложения не зависит от расчетной глубины промерзания поэтому для ленточного фундамента:

.

Рисунок 3 - Фундамент мелкого заложения в сечении 1-1

Рисунок 4 - Фундамент мелкого заложения в сечении 4-4

2.2 Определение требуемых размеров подошв фундаментов

Сечение колонн 4040 см.

Сечение 1-1 (с подвалом): ;

.

Сечение 4-4 (без подвала): ;

.

Так как в сечении 1-1 колонна квадратная, то и фундамент в первом приближении принимаю квадратным:

;;

; .

2.3 Проверка принятых размеров подошв фундаментов по прочности

Сечение 1-1 (с подвалом):

Среднее значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента .

Среднее значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента: .

Среднее значение угла внутреннего трения грунтов, залегающих выше подошвы фундамента:

Вычисляем по формуле (7) /1/:

;

; ; ; ; ; ;

; ; ; ; .

.

Так как и , то в расчет принимаем .

;

.

.

Опрокидывающий момент:

;

;

.

.

Максимальное и минимальное давление под подошвой фундамента:

.

Условия не выполняются, тогда:

Изменяем размеры подошвы фундамента на , .

.

Эксцентриситет:

.

Максимальное и минимальное давление под подошвой фундамента:

.

Сечение 4-4 (без подвала).

Среднее значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента .

Среднее значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента .

Среднее значение угла внутреннего трения грунтов, залегающих выше подошвы фундамента .

Фундамент нагружен центрально.

Вычисляем по формуле (7) /1/:

;

; ; ; ; ; ;

; ; ; ; .

.

Так как и , то в расчет принимаем .

;

Силы, действующие на подпорную стенку уравновешивают друг друга.

Изменяю площадь подошвы фундамента на 1,2 м²

2.4 Проверка принятых размеров подошв фундаментов по деформациям

Расчет произвожу с помощью программы MS Excel. Результаты расчета осадок фундаментов мелкого заложения в сечениях 1-1 и 4-4 приведены в приложении А.

В соответствии с /1/ для многоэтажного производственного здания с постоянным железобетонным каркасом максимальная осадка равна Smax = 8 см = 80 мм.

;

.

Относительная разность осадок:

3. Расчет и конструирование свайных фундаментов с использованием забивных свай

3.1 Определение требуемой глубины заложения подошвы ростверка

Сечение 1-1 (с подвалом).

;

;

Принимаю глубину заложения подошвы ростверка d_р = 3,6 м.

Сечение 4-4 (без подвала).

;

Принимаю глубину заложения подошвы ростверка d_р = 1,1 м.

3.2 Определение требуемых длин свай и составление расчетных схем

Сечение 1-1 (с подвалом).

Нижний конец сваи попадает в 2-й слой грунта.

Сечение 4-4 (без подвала).

Нижний конец сваи попадает в 1-й слой грунта.

Принимаю сваю С3-30 (, сечение 3030 см).

Рисунок 5 - К расчету несущей способности забивной сваи в сечении 1-1

Рисунок 6 - К расчету несущей способности забивной сваи в сечении 4-4

3.3 Определение несущей способности забивных свай

Сечение 1-1 (с подвалом).

Для сваи сечением 3030 см погружаемой дизельмолотом:

; ; ; ; ;

;

;

;

;

;

;

Сечение 4-4 (без подвала).

Для сваи сечением 3030 см погружаемой дизельмолотом:

; ; ; ; ;

;

;

;

;

;

;

3.4 Определение требуемого количества свай в ростверках

Сечение 1-1 (с подвалом).

Рисунок 7 - Конструкция ростверка 1-1

Принимаю А_р = 2,3х1,4 =3,22 м².

Принимаю 6 свай в ростверке.

Сечение 4-4 (без подвала).

Рисунок 8 - Конструкция ростверка 4-4

Принимаю А_р = 0,51 =0,5 м².

Требуемое количество свай в ростверке

3.5 Определение фактической нагрузки, действующей на одну сваю

Сечение 1-1 (с подвалом).

В уровне подошвы ростверка нормальное усилие определится:

.

Опрокидывающий момент:

;

;

Условие не выполняется принимаю 8 свай в ростверке.

Сечение 4-4 (без подвала).

3.6 Определение осадки фундамента из забивных свай

Расчет фундаментов из забивных свай и его основания произвожу как для условного фундамента на естественном основании в соответствии с требованиями /1/.

Сечение 1-1 (с подвалом).

Размер подошвы условного фундамента:

;

;

Среднее значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента

Среднее значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы условного фундамента .

Вычисляю R^2-2 по формуле (7) /1/:

k = 1,1; ; ; ; ;

; ; ; ; ;.

Так как В > 20 м и d_b = 2,7 м, то в расчет принимаю d_b = 0 м.

= 590 кПа.

;

;

Дополнительное давление на грунт по подошве условного фундамента:

.

Сечение 4-4 (без подвала).

Размер подошвы условного фундамента:

;

Среднее значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента

Среднее значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы условного фундамента .

Вычисляю R^4-4 по формуле (7) /1/:

k = 1,1; ; ; ; ; ; ; ; ; ;.

; d_b = 0 м.

;

;

Условие не выполняется. Принимаю сваю С5-30.

;

Среднее значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента

Среднее значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы условного фундамента .

Вычисляю R^4-4 по формуле (7) /1/:

k = 1,1; ; ; ; ; ; ; ; ; ;.

; d_b = 0 м.

;

;

Дополнительное давление на грунт по подошве условного фундамента:

.

Расчет осадки произвожу с помощью программы MS Excel. Результаты расчета осадок фундаментов из забивных свай в сечениях 1-1 и 4-4 приведены в приложении В.

В соответствии с /1/ для многоэтажного производственного здания с постоянным железобетонным каркасом максимальная осадка равна S_max = 8 см = 80 мм.

;

.

4. Расчет и конструирование свайных фундаментов с использованием буровых свай с уширением бетонируемые под водой или глинистым раствором

4.1 Определение требуемой глубины заложения подошвы ростверка

Сечение 1-1 (с подвалом).

;

;

Принимаю глубину заложения подошвы ростверка d_р = 3,6 м.

Сечение 4-4 (без подвала).

;

Принимаю глубину заложения подошвы ростверка d_р = 1,1 м.

4.2 Определение требуемых длин свай и составление расчетных схем

Длину сваи и её поперечное сечение подбираем таким образом, чтобы в ростверке была только одна свая. Задаемся минимальной длиной сваи - 2 м.

Сечение 1-1 (с подвалом).

Нижний конец сваи опираю на 2-й слой грунта. Для глины .

Принимаю сваю , d = 40 см, D = 50 см.

Сечение 4-4 (без подвала).

Минимально возможная свая попадает в 1-й слой грунта.

Принимаю сваю , d = 40 см, D = 50 см.

4.3 Определение несущей способности буровой свай

Сечение 1-1 (с подвалом).

R=1000 кПа

буровых свай с уширением бетонируемые под водой или глинистым раствором

; ; ;

;

;

;

;

;

Окончательно принимаю сваю , d = 80см, D = 110 см.

Принимаю ростверк 1 2,8 м.

Требуемое количество свай в ростверке

Принимаем 2 сваи в ростверке.

Сечение 4-4 (без подвала).

буровых свай с уширением бетонируемые под водой или глинистым раствором ; ; ;

;

;

;

;

;

Принимаю ростверк 0,9 1 м.

Требуемое количество свай в ростверке

5. Конструирование фундаментов мелкого заложения в сечениях 1-1, 2-2, 3-3

Площадь фундаментов в сечениях 1-1, 3-3, 5-5 принимаю пропорционально усилиям N на обрезах фундаментов.

Сечение 1-1

, принимаю

, принимаю

Сечение 3-3

, принимаю

, принимаю

Сечение 5-5

, принимаю

, принимаю

Устройство гидроизоляции выполняю материалом «Лахта проникающая»

Проникающая гидроизоляция состоит из цемента, кварцевого песка и активирующих добавок. Гидроизоляционный эффект достигается за счет заполнения пор и микропустот бетона водонерастворимыми соединениями, образующимися в результате реакции активных химических компонентов с цементным камнем бетона в присутствии воды.

Используется для гидроизоляции подземных и наземных конструкций. Преимущества материала «Лахта проникающая». Не токсичен. Прост в использовании. Может применяться на влажной или свежезалитой бетонной поверхности, как на старом, так и на новом бетоне. Становится единым целым с бетоном. Не боится механических повреждений, не отслаивается. Можно наносить с внутренней стороны конструкции. Абсолютно эффективен при прямом высоком гидростатическом давлении. Разрешен для обработки поверхностей резервуаров, предназначенных для хранения питьевой воды. В целом, более эффективный и менее дорогостоящий, чем гидролитические, мембранные, глинянопанельные и другие системы.

Смешанный с водой состав проникающей гидроизоляции наносится на бетон. Активные компоненты проникающей гидроизоляции вступают в химическую реакцию с цементным камнем внутри структуры бетона с образованием нерастворимых кристаллов.

Эти кристаллы закупоривают капилляры и микротрещины, вытесняя при этом воду. Процесс происходит во всех направлениях: как по току воды, так и против. Таким образом, бетон становится непроницаемым для воды и других жидкостей с любого направления. Рост кристаллов останавливается при отсутствии воды и возобновляется при ее появлении, развивая в глубину конструкции процесс уплотнения структуры бетона. Таким образом, «Лахта проникающая» становится составной частью бетона, образуя единую прочную и долговечную структуру.

Поверхность бетона или бетонного блока не должна иметь структурных повреждений, должна быть свободной от любых посторонних веществ (пыли, грязи, нефтепродуктов и т. п.), которые могут препятствовать проникновению материала и образованию кристаллов. Гладкие поверхности необходимо обработать песком под высоким давлением, а затем раствором соляной кислоты (1:10), чтобы открыть капилляры бетона. В местах сопряжений подготовить штробу на глубину примерно 2,5 см. Видимые трещины расшить на глубину 2,5 см и ширину не менее 2 см. Ячейки и пустоты должны быть расчищены до слоя неповрежденного бетона. Перед нанесением материала поверхность смачивается.

Раствор приготавливается исходя из соотношения один объем воды на один объем сухой смеси. Во время использования раствор необходимо регулярно перемешивать. Следует готовить раствор в таком количестве, которое можно использовать в течение 30 минут.

Гидроизоляция наносится жесткой кистью или оборудованием для распыления. Готовый раствор «Лахты проникающей» наносится на влажную бетонную поверхность в два слоя. Второй слой можно наносить через 2-3 часа после нанесения первого, но не позднее 6-ти часов. В сухом климате требуется легкое смачивание до нанесения второго слоя. На горизонтальные бетонные поверхности жидкий раствор «Лахты проникающей» наносится в 1 слой жесткой кистью, щеткой или пневмопистолетом. На влажный пластичный бетон порошок «Лахты проникающей» наносится путем распыления через мелкое сито, после чего обработанная поверхность затирается щеткой. Покрытие подлежит “влажной сушке” в течение трех дней.

фундамент свая буронабивной деформация

Список использованной литературы

1 СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений/Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1985. - 40 с.

2 СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты /Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1986. - 45 с.

3 Далматов Б.И. - Механика грунтов, основания и фундаменты. - 2-е изд. перераб. и доп. - Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1988. - 415 с. ил.

4 Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений /под ред. Б.И. Далматова. - М.: Изд-во АСВ; Спб.: СПбГАСУ, 1999. - 340 с.; ил.

5 Цытович Н.А. Механика грунтов - 3-е изд., доп. - М.: Высш. школа, 1979. - 272 с., ил.

Размещено на Allbest.ru