87547

Проектирование фундаментов под четырнадцатиэтажное здание в открытом котловане

Курсовая

Архитектура, проектирование и строительство

В данных инженерно-геологических условиях песчаная подушка по экономическим условиям не может опираться на более прочный слой тугопластичной глины, которая залегает на глубине более 2 м от подошвы фундамента. Поэтому подушку нужно проектировать «висячей»

Русский

2015-04-21

1.38 MB

1 чел.

КОМИТЕТ ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра механики грунтов, оснований и фундаментов

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему: «Проектирование фундаментов под

четырнадцатиэтажное здание в открытом котловане»

Факультет, курс, группа:

Студент:

Консультант:

Геология: 27

Конструкция: 4

Этаж: 14

Город: Белгород

_________________________________

Москва 2007

§1. Определение классификационных признаков грунтов площадки строительства и их расчетных сопротивлений.

I. Определение типа и разновидности пылевато-глинистого грунта.

Производится по числу пластичности и индексу текучести:

IP = (WL - WP) ∙ 100% ; IL = 

Коэффициент пористости определяется по формуле: e = ∙ (1 + W) – 1.

Вес грунта с учетом взвешивающего действия воды: .

Номер слоя

I

II

III

IV

1

2

3

4

5

WL, %

-

23,5

34,3

40,8

WP, %

-

17,0

18,0

19,8

IP

-

6,5

16,3

21

Тип грунта

Растительный

слой

Супесь

Суглинок

Глина

W, %

-

15,4

27,0

26,3

IL

-

-0,246

0,552

0,310

Разновидность

по консистенции

-

Твердые

супеси

Мягкопластич-

ные суглинки

Тугопластич-

ные глины

γS, кН/м3

-

26,8

25,4

24,7

γ, кН/м3

15,8

19,8

19,1

20,1

e

-

0,562

0,689

0,552

Расчетное сопро-

тивление пылевато-

глинистого грунта,

R0 (кПа)

-

284,5

248,97

486,00

γsb, кН/м3

-

10,8

9,1

9,5

Определение расчетного сопротивления пылевато-глинистого грунта интерполяцией.

Слой II.

Супесь; IL = - 0,246 < 0, принимаем IL = 0; е = 0,562. Необходимо провести интерполяцию только по е.

Используя графический метод, получаем значение R0 = 284,5 кПа.

Слой III.

Суглинок; IL = 0,552; е = 0,689. Производим интерполяцию по е, а затем по IL.

Используя графический метод, получаем значение R0 = 248,97 кПа.

Слой IV.

Глина; IL = 0,310; е = 0,552. Производим интерполяцию по е, а затем по IL.

Используя графический метод, получаем значение R0 = 486 кПа.

II. Определение типа песчаного грунта.

Слой V.

ρS = 2,74; γS = 27,4; ρ = 2,01; γ = 20,1; W = 0,24.

1) Тип по гранулометрическому составу

Гранулометрический состав, %

(размер частиц в мм)

>2,0

2,0…0,5

0,5…0,25

0,25…0,10

0,10…0,05

0,05…0,01

0,01…0,005

<0,005

12,3

31,9

22,8

21,5

4,6

4,8

1,5

0,6

  1.  Вес частиц крупнее 2,0 мм – 12,3%;
  2.  крупнее 0,5 мм – 44,2 %;
  3.  крупнее 0,25 мм – 67%;

Вес частиц крупнее 0,25 мм составляет более 50% → песчаный грунт по гранулометрическому составу средней крупности.

2) Вид по плотности сложения.

Коэффициент пористости определяется по формуле: e = ∙ (1 + W) – 1.

e = ∙ (1 + 0,24) – 1 = 0,69

По таблице 9 для песков средней крупности при 0,55 < е < 0,7 получаем песок средней плотности.

3) Разновидность по степени влажности.

Степень влажности песка: , = 10 кН/м3 – удельный вес воды.

= 0,95

Полученное значение попадает в интервал 0,8 <  < 1 → насыщенный водой.

4) Определение расчетного сопротивления

По таблице 12 выбираем для песка средней крупности, насыщенного водой, средней плотности значение R0 = 400 кПа.

5) Вывод

Песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой, R0 = 400 кПа, может быть использован как естественное основание.

§2. Проектирование сборных фундаментов мелкого заложения.

Нагрузки на уровне пола 1-го этажа:

- Оси А,Г (колонна): Nп = 1386 кН/м; Nв = 102 кН/м;

- Ось Б,В (колонна): Nп = 1350 кН/м; Nв = 140 кН/м.

При наличии подвала к этим нагрузкам добавляются:

- Оси А,Г (колонна): Nпп = 60 кН/м; Nвп = 30 кН/м;

- Оси Б,В (колонна): Nпп = 2 кН/м; Nвп = 4 кН/м. 

I. Определение нагрузок на фундамент.

I предельное состояние: ;

II предельное состояние: ;

Расчетные нагрузки:

=  (1386 + 60) ∙ 1,1 + (102 + 30) ∙ 1,4 = 1775,4 кН/п.м.

 = (1386 + 60) ∙ 1 + (102 + 30) ∙ 1 = 1578 кН/п.м.

 = (1350 + 2) ∙ 1,1 + (140 + 4) ∙ 1,4 = 1688,8 кН/п.м.

 = (1350 + 2) ∙ 1 + (140 + 4) ∙ 1 = 1496,0 кН/п.м.

II. Определение глубины заложения фундамента.

1) Климатический фактор.

Расчетная глубина промерзания:

, где dfn – нормативная глубина промерзания;

kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания.

Для домов с подвалом и техническим подпольем kh =0,6.

Нормативная глубина промерзания:

где Mt – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений

среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном климатическом районе (для Белгорода Mt =22,6); d0 – принимается для суглинков и глин 0,23.

м.

м.

2) Конструктивный фактор.

d = 2700 – 800 + 200 + 900 = 3000 мм = 3,0 м

3) Инженерно- геологический фактор.

Ось А (колонна)

При максимальной ширине железобетонного фундамента сборного b = 2.1 м и нагрузке

= 1578 кН/п.м.:

PII =  + γср d =  + 20 ∙ 3,0 = 417,8 кПа

1 слой не может быть использован в качестве основания, т. к. его расчетное сопротивление не нормируется; 2 слой – супесь твердая, имеющая расчетное сопротивление R0 = 284,5 кПа. и 2 слой не могут быть использованы в качестве оснавания, т.

Опирание на этот слой по предварительному расчету невозможно, т. к. PII = 417,8 > R0=284,5 кПа;

3 слой – мягкопластичный суглинок, R0 = 248,97 кПа.

Опирание на этот слой по предварительному расчету невозможно, т. к. PII = 417,8 > R0=248,97 кПа;

Ось Б (колонна)

При максимальной ширине железобетонного фундамента сборного b = 2.1 м и нагрузке

= 1496 кН/п.м.:

PII =  + γср d =  + 20 ∙ 3,0 = 399,2 кПа

1 слой не может быть использован в качестве основания, т. к. его расчетное сопротивление не нормируется; 2 слой – супесь твердая, имеющая расчетное сопротивление R0 = 284,5 кПа. и 2 слой не могут быть использованы в качестве оснавания, т.

Опирание на этот слой по предварительному расчету невозможно, т. к. PII = 399,2 > R0=284,5 кПа;

3 слой – мягкопластичный суглинок, R0 = 248,97 кПа.

Опирание на этот слой по предварительному расчету невозможно, т. к. PII = 399,2> R0=248,97 кПа;

III. Определение площади подошвы фундамента.

Используются сборные железобетонные фундаменты марки 2Ф, высотой 0,9 м.

Среднее давление под подошвой фундамента PII не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R0, кПа, определяемого по формуле:

где gс1 и gс2 – коэффициенты условий работы, gс1 = 1,1 (суглинок мягкопластичный, IL >0,5),

gс2 = 1,0 (гибкая конструктивная схема здания);

k - коэффициент, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта (j и с) определены непосредственными испытаниями;

Мg , Мq , Mc - коэффициенты, равные Мg  = 0,36, Мq = 2,43, Mc = 4,99 (при φ = 160);

kz - коэффициент, принимаемый равным при b < 10 м равным 1;

b - ширина подошвы фундамента, м;

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

9,1 кН/м3;

g/II - то же, залегающих выше подошвы, ;

g/II  = (15,8 ∙ 1,72 + 19,8 ∙ 0,31 + 10,8 ∙ 0,97)/(1,72 + 0,31 + 0,97) = 14,6 кН/м3;

сII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа, сII = 18 кПа;

d1 - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле

 

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

hcf - толщина конструкции пола подвала, м;

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

d1 = 0,9 + 0,2 ∙ 22/14,6 = 1.2 м

db - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м, db  = 1,9 м.

Ось А (колонна).

1. Определение расчетного сопротивления грунта:

1 приближение:

== 2,89 м

211,13 кПа

2 приближение:

== 3,23 м

213,7 кПа

3 приближение:

== 3,2 м

213,47 кПа

4 приближение:

== 3,2 м

Принимаем b = 3,2 м.

Полученное значение ширины фундамента слишком велико и не удовлетворяет конструктивным требованиям (при шаге колонн 6 м: 3,2 + 3,2 = 6,4 > 6 м), поэтому необходимо использовать песчаную подушку. Для песчаной подушки применяются пески крупные «чистые» (без примесей пылеватых и глинистых частиц). Материал подушки укладывается послойно, с утрамбовкой и укаткой, проливкой водой.

2. Расчет песчаной подушки.

В данных инженерно-геологических условиях песчаная подушка по экономическим условиям не может опираться на более прочный слой тугопластичной глины, которая залегает на глубине более 2 м от подошвы фундамента. Поэтому подушку нужно проектировать «висячей»

В качестве материала песчаной подушки принимаем песок крупный, средней плотности, e = 0,65; R0 = 300 кПа.

2.1 Определение фактической прочности песчаной подушки

R0 = 300 кПа; φ = 340; e = 0.65; с = 0; γ = 19 кН/ м3; γS = 26,5 кН/ м3.

где gс1 и gс2 – коэффициенты условий работы, gс1 = 1,4 (песок крупный),

gс2 = 1,0 (гибкая конструктивная схема здания);

k - коэффициент, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта (j и с) определены непосредственными испытаниями;

Мg , Мq , Mc - коэффициенты, равные Мg  = 1,55, Мq = 7,22, Mc = 9,22 (при φ = 340);

kz - коэффициент, принимаемый равным при b < 10 м равным 1;

b - ширина подошвы фундамента, м;

gII - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента,

с учетом взвешивающего действия воды  10 кН/м3;

g/II - то же, залегающих выше подошвы, ,

g/II  = (15,8 ∙ 1,72 + 19,8 ∙ 0,31 + 10,8 ∙ 0,97)/(1,72 + 0,31 + 0,97) = 14,6 кН/м3;

сII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа, сII = 0;

d1 - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле

 

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

hcf - толщина конструкции пола подвала, м;

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

d1 = 0,9 + 0,2 ∙ 22/14,6 = 1.2 м

db - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м, db  = 1,9 м;

1 приближение:

== 2,56 м

474,2 кПа

2 приближение:

== 1,95 м

460,97 кПа

3 приближение:

== 1,98 м

461,6 кПа

4 приближение:

== 1,98 м

Принимаем фундамент 2Ф21.9-2 имеющий размеры 2,1 х 2,1 х 0,9 м.

Вычисление фактической прочности песка крупного при ширине фундамента 2,1 м:

464,22 кПа

2.2. Определение среднего давления под подошвой фундамента

PII  ≤  R

- расчетная нагрузка на колонну в уровне низа перекрытия над подвалом;

- расчетная нагрузка от веса фундамента и грунта на его обрезах, приближенно определяемая по формуле: =∙ dγср , γср = 20 кН/м3 – средний удельный вес материала фундамента.

PII =  + γср d =  + 20 ∙ 3,0 = 417,8 кПа < R = 464,22 кПа. Условие выполняется.

Назначаем толщину песчаной подушки z = 1,5 м и проверяем выполнение условия

σzg + σzpRz

Давление от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента

σzg = ∑γi hi = 15,8 ∙ 1,72 + 19,8 ∙ 0,31 + 10,8 ∙ 0,97  = 43,79 кПа.

Давление от собственного веса грунта и песка подушки на отметке подушки:

σzg,z = 43,79 + 10 ∙ 1,5 = 58,79 кПа.

Дополнительное (осадочное) давление на отметке подошвы фундамента:

σzp = PII σzg  = 417,8 – 58,79 = 359,01 кПа.

На отметке подошвы песчаной подушки (d + z):

σzp = σzp ∙ α

Вычисляем коэффициент α интерполяцией его значений по таблице при ζ   и

η , получаем α = 0,516.

σzp = 361,01 ∙ 0,516 = 186,28 кПа.

σzg + σzp = 58,79 + 186,28 = 245,07 кПа

Вычисляем расчетное сопротивление RZ мягкопластичного суглинка для условного фундамента шириной bZ и глубиной заложения d + z = 3,0 + 1,5 = 4,5 м

bZ = b + 2 ∙ ztg β = 2,1 + 2 ∙ 1,5 ∙ tg 350 = 4,2 м.

γ’II = = 13.06 кН/м3 – удельный вес грунта, залегающего выше отметки подошвы условного фундамента.

d1 = hS + hCF = (0,9 + 1,5) + 0,2= 2,74 м – приведенная глубина заложения условного фундамента со стороны подвала.

250,11 кПа

Условие  σzg + σzpRz выполняется: 245,07 < 250,11 с разницей 2% < 20%. Так как разница небольшая, то можно толщину подушки оставить прежней z = 1,5 м.

Ось Б (колонна).

1.1 Определение расчетного сопротивления грунта:

1 приближение:

== 2,81 м ≈ 2,9 м

При расстоянии между осями колонн 2,0 м квадратные фундаменты 2,9 х 2,9 м будут частично накладываться друг на друга. Поэтому в данном случае необходимо сделать общий для обеих колонн монолитный фундамент. Фундамент проектируется в виде железобетонной плиты толщиной 0,5 м. На плиту устанавливаются два фундамента 2Ф12.9-2, используемые в качестве подколонников.

d = 2700 – 800 + 200 + 900 + 500 = 3500 мм = 3,5 м

g/II  = (15.8 ∙ 1,72 + 19,8 ∙ 0,31 + 10,8 ∙ 0,97 + 9,1 ∙ 0,5)/3,5 = 13,81 кН/м3

d1 = 0.9 + 0,5 + 0.2 ∙ 22/13,81 = 1,72 м

1 приближение:

== 3,81 м

223,29 кПа

2 приближение:

== 4,28 м

224,98 кПа

3 приближение:

== 4,26 м

224,9 кПа

4 приближение:

== 4,26 м

Принимаем b = 4,3 м.

Размеры общего фундамента в плане рассчитываются с условием, чтобы расстояние х от оси колонны до длинной стороны плиты L пл и до короткой стороны плиты В пл были одинаковыми.

м;

В пл = 2 ∙ х = 2 ∙ 1,7 = 3,4 м; L пл = l + 2 ∙ х = 2 + 2 ∙ 1,7 = 5,4 м; А ф = 3,4 ∙ 5,4 = 18,36 м2.

Определяем новое значение R при ширине общего фундамента под колонны 3,4 м:

221,81 кПа.

1.2 Проверка фактического среднего давления PII под подошвой фундамента.

Среднее давление под подошвой фундамента должно удовлетворять условию:

PII = (NII + QII)/AR

где QII – общий вес фундамента, QII = Q ф + Q к + Q р + G гр

V 0  = 3,4 ∙ 5,4 ∙ 1,6 = 29,38 м3 – общий объем фундамента, грунта на поверхности плиты и пола подвала.

V ф  = 3,4 ∙ 5,4 ∙ 0,5 + 2 ∙ (1,2 ∙ 1,2 ∙ 0,9) = 11,77 м3 – объем фундамента.

V гр  = V 0  - V ф  = 29,38 – 11,77 = 17,61 м3 – объем грунта и пола подвала на фундаментной плите.

Q ф  = 11,77 ∙ 24 = 282,48 кН – вес фундамента.

G гр  = 17,61 ∙ 18 = 316,98 кН – пригрузка от веса грунта на фундаментной плите с учетом веса пола подвала.

Q к  = 2 ∙ 0,4 ∙ 0,4 ∙ 2,6 ∙ 24 = 19,97 кН – собственный вес 2 колонн размером 0,4 ∙ 0,4 м.

Q р  = 2 ∙ 0,4 ∙ 0,4 ∙ 5,6 ∙ 24 = 43 кН – собственный вес 2 ригелей размером 0,4 ∙ 0,4 м длиной 5,6 м.

QII = 282,48 + 316,98 + 19,97 + 43 = 662,43 кН

Полная расчетная нагрузка, действующая под подошвой фундамента:

NII + QII = 2 ∙ 1496 + 662,43 = 3654,43 кН.

Среднее давление под подошвой фундамента: PII = 3654,43/18,36 = 199,04 кПа.

PII = 199,04 < R = 221,81 кПа.

Δ = (221,81 – 199,04)/221,81 ∙ 100% = 10,3 % < 20%  - можно считать, что выбранный фундамент достаточно экономичен.

Расчет конечной (стабилизированной) осадки фундамента

мелкого заложения под колонну методом

послойного суммирования.

ОСЬ А (КОЛОННА)

1. Исходные данные.

Фундамент мелкого заложения наружной стены под колонну многоэтажного здания имеет ширину м, глубину заложения м и опирается на песчаную подушку толщиной 1,5 м из песка крупного средней плотности. Среднее давление под подошвой фундаментакПа.

Деформационные свойства грунтов определены лабораторными компрессионными испытаниями (II и III слои) и полевыми штамповыми (IV и V слои).

Штамповые испытания

Диаметр штампа 27,7 см

Компрессионные испытания

Глубина 8,0 м

(IV слой)

Глубина 13,5 м

(V слой)

Глубина 1,5 м

(II слой)

Глубина 3,5 м

(III слой)

P, кПа

S, мм

P, кПа

S, мм

P, кПа

е

P, кПа

е

0,0

0,00

0,0

0,00

0,0

0,562

0,0

0,720

50

0,50

50

0,36

50

0,559

50

0,711

100

1,01

100

0,76

100

0,556

100

0,705

150

1,52

150

1,16

200

0,552

200

0,696

200

2,03

200

1,56

400

0,547

400

0,683

250

2,54

250

1,96

300

3,04

300

2,36

350

4,02

350

2,81

400

6,19

400

3,41

2. Вычисление ординат эпюры природного давления грунта σzg

На границе I и II слоев грунта σzg1 = γ1h1 = 15,8 ∙ 1,72 = 27,2 кПа;

На границе II слоя грунта и УГВ σzg2 = σzg1 + γ2h2 = 27,2 + 19,8 ∙ 0,31 = 33,3 кПа;

На границе II слоя и песчаной подушкой σzg3 = σzg2 + γ2sbh3 = 33,3 + 10,8 ∙ 0,97 = 43,8 кПа;

На границе песчаной подушки и III слоя σzg4 = σzg3 + γ2sbh4 = 43,8 + 10,0 ∙ 1,50 = 58,8 кПа;

На границе III и IV слоев грунта σzg5 = σzg4 + γ3sbh5 = 58,8 + 9,1 ∙ 1,53 = 72,7 кПа;

С учетом давления толщи воды на водоупоре – глине тугопластичной hw = 4,01 м

σIzg5 = σzg5 + γwhw = 72,7 + 10 ∙ 4,01 = 112,8 кПа;

На границе IV и V слоев грунта σzg6 = σIzg5 + γ4h5 = 112,8 + 20,1 ∙ 7,51 = 263,8 кПа;

На границе V и VI слоев грунта σzg7 = σzg6 + γ4h6 = 263,8 + 20,4 ∙ 2,43 = 313,4 кПа;

3. Вычисление ординат эпюры дополнительного

(осадочного) давления σzр от сооружения

σzg

27,2

33,3

43,8

58,8

72,7

112,8

263,8

313,4

0,2 ∙ σzg

-

6,64

8,76

11,76

14,54

22,56

52,76

62,68

4. Вычисление ординат эпюры дополнительного

(осадочного) давления σzр от сооружения

Напряжение непосредственно под подошвой фундамента:

кПа.

Ниже подошвы фундамента:

Коэффициент α выбирается из таблицы его значений при шаге ε, равном 0,42.

Суммарная осадка

Результаты вычислений ординат эпюры 0,42

z

h

ξ=

α

Si

0

0

1,000

374

0,42

0,42

0,4

0,960

359,04

366,52

0,00456

0,84

0,42

0,8

0,800

299,20

329,12

0,00410

1,26

0,42

1,2

0,606

226,64

262,92

0,00327

1,50

0,24

1,428

0,516

192,98

209,81

0,00149

1,68

0,18

1,6

0,449

167,93

180,46

0,00185

2,10

0,42

2,0

0,336

125,66

146,80

0,00351

2,52

0,42

2,4

0,257

96,12

110,89

0,00265

2,94

0,42

2,8

0,201

75,17

85,65

0,00205

3,03

0,09

2,886

0,192

71,81

73,49

0,00038

3,36

0,33

3,2

0,160

59,84

65,83

0,00053

3,78

0,42

3,6

0,131

48,99

54,42

0,00055

4,20

0,42

4,0

0,108

40,39

44,69

0,00046

4,62

0,42

4,4

0,091

34,03

37,21

0,00038

4,91

0,29

4,676

0,081

30,29

32,16

0,00023

5,04

0,42

4,8

0,077

28,80

5,46

0,42

5,2

0,067

25,06

5,88

0,42

5,6

0,058

21,69

0,02602

Компрессионные испытания.

III слой – суглинок мягкопластичный

(глубина отбора 3,5м)

кПа;кПа.

Коэффициент сжимаемости: кПа-1

Относительный коэффициент сжимаемости: кПа-1

Модуль деформации: кПа

Штамповые испытания.

IV слой – глина тугопластичная

(глубина отбора 8,0м)

кПа;кПа.

см; см; кПа; мм.

кПа

Штамповые испытания.

песчаная подушка – песок средней плотности

(принимаем условно данные испытаний как для V слоя – песка средней плотности)

кПа;кПа.

см; см; кПа; мм.

кПа

5. Вычисление осадки

м =

S = 2,602 см < 10 см.

Т.к. полученная расчетная осадка допустима, то конструктивная схема свайного фундамента может считаться окончательно принятой.

ОСЬ Б (КОЛОННА)

1. Вычисление ординат эпюры природного давления грунта σzg

На границе I и II слоев грунта σzg1 = γ1h1 = 15,8 ∙ 1,72 = 27,2 кПа;

На границе II слоя грунта и УГВ σzg2 = σzg1 + γ2h2 = 27,2 + 19,8 ∙ 0,31 = 33,3 кПа;

На границе II слоя и III слоя σzg3 = σzg2 + γ2sbh3 = 33,3 + 10,8 ∙ 1,00 = 44,1 кПа;

На границе III и IV слоев грунта σzg4 = σzg3 + γ3sbh4 = 44,1 + 9,1 ∙ 3,01 = 71,5 кПа;

С учетом давления толщи воды на водоупоре – глине тугопластичной hw = 4,01 м

σIzg4 = σzg4 + γwhw = 71,5 + 10 ∙ 4,01 = 116,6 кПа;

На границе IV и V слоев грунта σzg5 = σIzg4 + γ4h5 = 112,8 + 20,1 ∙ 7,51 = 262,6 кПа;

На границе V и VI слоев грунта σzg6 = σzg5 + γ4h6 = 263,8 + 20,4 ∙ 2,43 = 312,2 кПа;

2. Вычисление ординат эпюры дополнительного

(осадочного) давления σzр от сооружения

σzg

27,2

33,3

44,1

71,5

116,6

262,6

312,2

0,2 ∙ σzg

-

6,64

8,82

14,3

23,32

52,52

62,44

3. Вычисление ординат эпюры дополнительного

(осадочного) давления σzр от сооружения

Напряжение непосредственно под подошвой фундамента:

кПа.

Ниже подошвы фундамента:

Коэффициент α выбирается из таблицы его значений при шаге ε, равном 0,42.

Суммарная осадка

Результаты вычислений ординат эпюры 0,42

z

h

ξ=

α

Si

0

0

1,000

154,94

1,08

1,08

0,4

0,973

150,76

152,85

0,00941

2,16

1,08

0,8

0,856

132,63

141,70

0,00872

2,53

0,37

0,937

0,802

124,26

128,45

0,00271

3,24

0,71

1,2

0,698

108,15

116,21

0,00199

4,32

1,08

1,6

0,554

85,84

97,00

0,00253

5,40

1,08

2,0

0,437

67,71

76,78

0,00200

6,48

1,08

2,4

0,348

53,92

60,82

0,00159

7,56

1,08

2,8

0,281

43,54

48,73

0,00127

7,60

0,04

2,815

0,279

43,23

43,39

0,00004

8,64

1,04

3,2

0,229

35,48

 

9,72

1,08

3,6

0,190

29,44

 

10,80

1,08

4,0

0,160

24,79

 

11,88

1,08

4,4

0,136

21,07

 

12,96

1,08

4,8

0,117

18,13

 

14,04

1,08

5,2

0,101

15,65

 

0,03028

Компрессионные испытания.

III слой – суглинок мягкопластичный

(глубина отбора 3,5м)

кПа;кПа.

Коэффициент сжимаемости: кПа-1

Относительный коэффициент сжимаемости: кПа-1

Модуль деформации: кПа

Штамповые испытания.

IV слой – глина тугопластичная

(глубина отбора 8,0м)

кПа;кПа.

см; см; кПа; мм.

кПа

4. Вычисление осадки

 S = 3,028 см < 10 см.

Т.к. полученная расчетная осадка допустима, то конструктивная схема свайного фундамента может считаться окончательно принятой.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА И РАСЧЕТ ОСАДОК МЕТОДОМ ПОСЛОЙНОГО СУММИРОВАНИЯ

ОСЬ А (КОЛОННА)

I. Проектирование отдельного свайного фундамента под

колонну наружной стены жилого дома с подвалом.

1. Исходные данные.

Жилой дом каркасного типа имеет наружные стены, опирающиеся через продольные ригели на ряды колонн. Высота дома H = 36,4 м (14 этажей), длина L = 54 м. Под всем домом имеется подвал. Абсолютная отметка пола первого этажа 145,71 (±0,00), пола подвала – 143,01 (-2,70). Толщина пола подвала 0,2 м. Планировочная отметка DL на 0,8 м ниже отметки пола 1-го этажа и имеет абсолютную отметку 144,91. Уровень грунтовых вод  WL находится на глубине 2,03 м от планировочной отметки DL.

2. Расчетная нагрузка.

Расчетная нагрузка, собранная до отметки низа пола 1-го этажа составляет:

NI = 1386 ∙ 1,1 + 102 ∙ 1,4 = 1667,4 кН;

NII = 1386 ∙ 1,0 + 102 ∙ 1,0 = 1488 кН.

3. Назначение предварительной глубины заложения

ростверка и решение надростверковой конструкции.

По конструктивным особенностям здания глубина заложения ростверка dp от планировочной отметки 144,91 определяется по формуле dp = 2,7 + 0,2 + 0,6 + 0,5 - 0,8 = 3,2 м,

где     2,7 – расстояние от отметки пола 1-го этажа до пола подвала;

0,2 – толщина пола подвала;

0,6 – высота подколонника (башмака);

0,5 – высота ростверка;

0,8 – расстояние от пола 1-го этажа до планировочной отметки.

4. Выбор конструкции свайного фундамента.

Вид свай и тип свайного фундамента выбирают в зависимости от назначения, конструктивных и технологических особенностей сооружения и условий его эксплуатации, расчетных нагрузок, действующих на фундаменты, инженерно-геологических условий, метода погружения свай, технико-экономических показателей, местных условий строительства.

В данном случае применим забивные сваи. Длина назначается исходя из инженерно-геологических условий. Нижний конец сваи должен погружаться в грунт с достаточно высоким расчетным сопротивлением R0 на глубину не менее 1…1,5 м.

Выбираем типовую забивную железобетонную сваю длинной l = 5 м, квадратного сечения 30 х х 30 см марки С50.30, с длинной острия 0,25 м, у которой нижний конец забивается в слой глины тугопластичной на глубину 2,17 м.

Заделку сваи и ростверка, т.к. нагрузка центрально приложенная, принимаем минимальной – 0,1 м. Рабочую длину сваи составляет расстояние от подошвы ростверка до начала заострения, т.е. без учета длины острия: м.

5. Определение несущей способности одиночной сваи

по грунту и расчетной нагрузки на одну сваю.

, где

- коэффициент условий работы сваи в грунте, ;

- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа. По таблице 9.1 принимается для пылевато-глинистых грунтов с IL = 0,31 при глубине погружения z = 8,1м кПа;

- площадь поперечного сечения сваи, ;

- наружный периметр поперечного сечения сваи, ;

- сопротивление грунта по боковой поверхности;

- толщина слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.

Глубина расположения середины слоя

от планировочной отметки, z

1

3,91

18,7

1,42

2

5,32

20,68

1,42

3

6,55

42,0

1,03

3’’

7,58

42,5

1,03

- коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и боковой поверхностью сваи, принимаем ;

470,16 кН.

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту:

335,8 кН

- коэффициент надежности по грунту, = 1,4 (т.к.  определена расчетом с использованием табличных значений R и f ).

6. Определение необходимого числа свай в свайном фундаменте,

размещение их в плане, определение плановых размеров ростверка.

Необходимое количество свай определяется приближенно по формуле: ,

где  - расчетная нагрузка для расчета по первому предельному состоянию, передаваемая сооружением на подвальную часть колонны;

- диаметр (сторона) квадратной сваи;

- высота ростверка и стеновой части фундамента (надростверковой конструкции);

- средний удельный вес материала ростверка, надростверковой конструкции и грунта на ростверке, принимаемый равным  кН/м3.

свай.

Проектируем свайный фундамент из 6 свай. Расстояние между сваями принимаем равным , чтобы получить минимальные размеры ростверка. Расстояние от края сваи до края ростверка –

0,1 м (см. рис 1).

Площадь ростверка: 2,06 ∙ 2,5 –  (1,03 ∙ 0,6) ∙ 4 = 3,914 м2

7. Определение высоты ростверка.

Высота ростверка, назначенная ориентировочно, проверяется затем на условия прочности ростверка на продавливание и изгиб. В данном случае продавливание колонной невозможно, т.к. площадь основания гипотетической пирамиды продавливания значительно больше межсвайного пространства. Также невозможно продавливание сваями в условиях, когда площадью подколонника перекрывается весь свайный куст.

Принимаем высоту ростверка из конструктивных соображений  = 0,5 м.

8. Проверка выполнения условия расчета

основания по первому предельному состоянию.

Фактическая нагрузка, приходящаяся на одну сваю:

Нормативный вес ростверка и надростверковой конструкции:

кН.

Нормативная нагрузка от веса грунта на поверхности ростверка:

, где - объем грунта; кН/м3.

кН/м3.

кН.

кН < кН. → Условие первого предельного состояния выполняется.

9. Определение среднего вертикального давления p под подошвой

условного фундамента и проверка выполнения условия pR.

, где .

9.1 Определение ширины условного фундамента и площади подошвы.

, где

- расстояние между рядами свай,  = 1,8м;

- диаметр (сторона) квадратной сваи;

- рабочая длина сваи,  = 4,9 м;

- среднее значение угла внутреннего трения слоев грунта в пределах рабочей длины сваи:

м.

м2.

8.2 Определение среднего давления р под подошвой условного фундамента.

, где

- средневзвешенное значение удельного веса грунта в объеме условного фундамента:

кН/м3;

м3 – объем условного фундамента;

м3 – объем свай;

 м3 – объем ростверка;

м3 – объем подколонника.

м3.

Нагрузки от составных элементов свайного фундамента:

Вес грунта в условном фундаменте кН.

Вес свай кН.

Вес ростверка кН.

Вес подколонника кН.

Нагрузки от конструктивных элементов свайного фундамента над поверхностью условного фундамента:

Вес колонны кН.

Вес ограждающих подвальных панелей кН.

Пригрузка от пола подвала кН.

Пригрузка грунтом с наружной стороны ограждающих подвальных панелейкН.

Среднее вертикальное давление от всех нагрузок под подошвой условного фундамента:

кПа.

8.3 Определение расчетного сопротивления грунта под подошвой условного фундамента.

где gс1 и gс2 – коэффициенты условий работы, gс1 = 1,25 (глина, IL < 0,5),

gс2 = 1,0 (гибкая конструктивная схема здания);

k - коэффициент, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта (j и с) определены непосредственными испытаниями;

Мg , Мq , Mc - коэффициенты, равные Мg  = 0,43, Мq = 2,73, Mc = 5,31 (при φ = 180);

kz - коэффициент, принимаемый равным при b < 10 м равным 1;

b - ширина подошвы фундамента, м;

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

g/II - то же, залегающих выше подошвы, ;

g/II  = (15,8 ∙ 1,72 + 19,8 ∙ 0,31 + 10,8 ∙ 1,0 + 9,1 ∙ 3,01 + 20,1 ∙ 2,07)/(1,72 + 1,31 + 3,01 + 2,07) = 13,9 кН/м3;

сII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа, сII = 55 кПа;

d1 - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле

 

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

hcf - толщина конструкции пола подвала, м;

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

d1 = 4,9 + 1,1 + 0,2 ∙ 22/13,9 = 6,32 м

db - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м, db  = 1,9 м.

752,42 кПа.

кПа < кПа.

Условие выполняется, поэтому можно проводить расчет осадки на основе модели линейного деформирования грунта.

II. Расчет оснований по второму предельному

состоянию – по деформациям.

Расчет конечной (стабилизированной) осадки свайного

фундамента методом послойного суммирования

1. Вычисление ординат эпюры природного давления грунта σzg

На границе I и II слоев грунта σzg1 = γ1h1 = 15,8 ∙ 1,72 = 27,2 кПа;

На границе II слоя грунта и УГВ σzg2 = σzg1 + γ2h2 = 27,2 + 19,8 ∙ 0,31 = 33,3 кПа;

На границе II и III слоев грунта σzg3 = σzg3+ γ2sbh3 = 33,3 + 10,8 ∙ 1,0 = 44,1 кПа;

На границе III и IV слоев грунта σzg4 = σzg4 + γ3sbh4 = 44,1 + 9,1 ∙ 3,01 = 71,5 кПа;

С учетом давления толщи воды на водоупоре – глине тугопластичной hw = 4,01 м

σIzg4 = σzg4 + γwhw = 71,5 + 10 ∙ 4,01 = 111,6 кПа;

На границе IV и V слоев грунта σzg5 = σIzg4 + γ4h5 = 111,6 + 20,1 ∙ 7,51 = 262,6 кПа;

На границе V и VI слоев грунта σzg6 = σzg5 + γ4h6 = 262,6 + 20,4 ∙ 2,43 = 312,2 кПа;

На подошве условного фундамента σzg,0 = σzg3 + γ4h0 = 71,5 + 20,1 ∙ 2,07 = 153,2 кПа.

2. Вычисление ординат эпюры дополнительного

(осадочного) давления σzр от сооружения

σzg

27,2

33,3

44,1

71,5

116,6

262,6

312,2

158,2

0,2 ∙ σzg

-

6,64

8,82

14,3

23,32

52,52

62,44

31,64

3. Вычисление ординат эпюры дополнительного

(осадочного) давления σzр от сооружения

Напряжение непосредственно под подошвой фундамента:

кПа.

Ниже подошвы условного фундамента:

Коэффициент α выбирается из таблицы его значений при шаге ε, равном 0,4.

Результаты вычислений ординат эпюры

z

h

ξ=

α

Si

0

0

1,000

144,26

 

0,564

0,564

0,4

0,960

138,49

141,37

0,00190

1,128

0,564

0,8

0,800

115,41

126,95

0,00170

1,692

0,564

1,2

0,606

87,42

101,41

0,00136

2,256

0,564

1,6

0,449

64,77

76,10

0,00102

2,820

0,564

2,0

0,336

48,47

56,62

0,00076

3,050

0,230

2,163

0,304

43,86

46,16

0,00025

3,384

0,334

2,4

0,257

37,07

3,948

0,564

2,8

0,201

29,00

4,512

0,564

3,2

0,160

23,08

5,076

0,564

3,6

0,131

18,90

5,640

0,564

4,0

0,108

15,58

6,204

0,564

4,4

0,091

13,13

6,768

0,564

4,8

0,077

11,11

7,332

0,564

5,2

0,067

9,67

0,00699

Штамповые испытания.

IV слой – глина тугопластичная

(глубина отбора 8,0м)

Диаметр штампа

27,7 см

σZ, кПа

S, мм

0,0

0,00

50

0,50

100

1,01

150

1,52

200

2,03

250

2,54

300

3,04

350

4,02

400

6,19

кПа;кПа.

см; см; кПа; мм.

кПа

4. Вычисление осадки

S = 0,699 см < 10 см.

Т.к. полученная расчетная осадка допустима, то конструктивная схема свайного фундамента может считаться окончательно принятой.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА И РАСЧЕТ ОСАДОК МЕТОДОМ ПОСЛОЙНОГО СУММИРОВАНИЯ

ОСЬ Б (КОЛОННА)

I. Проектирование отдельного свайного фундамента под

колонну внутренней стены жилого дома с подвалом.

1. Исходные данные.

Жилой дом каркасного типа имеет наружные стены, опирающиеся через продольные ригели на ряды колонн. Высота дома H = 36,4 м (14 этажей), длина L = 54 м. Под всем домом имеется подвал. Абсолютная отметка пола первого этажа 145,71 (±0,00), пола подвала – 143,01 (-2,70). Толщина пола подвала 0,2 м. Планировочная отметка DL на 0,8 м ниже отметки пола 1-го этажа и имеет абсолютную отметку 144,91. Уровень грунтовых вод  WL находится на глубине 2,03 м от планировочной отметки DL.

2. Расчетная нагрузка.

Расчетная нагрузка, собранная до отметки низа пола 1-го этажа на одну колонну составляет:

NI,0 = 1350 ∙ 1,1 + 140 ∙ 1,4 = 1681 кН;

NII,0 = 1350 ∙ 1,0 + 140 ∙ 1,0 = 1490 кН.

Вследствие близкого расположения двух внутренних колонн (на расстоянии 2 м), проектируется свайный фундамент общий под обе колонны, поэтому

NI = 1681 ∙ 2 = 3362 кН;

NII = 1490 ∙ 2 = 2980 кН.

3. Назначение предварительной глубины заложения

ростверка и решение надростверковой конструкции.

По конструктивным особенностям здания глубина заложения ростверка dp от планировочной отметки 144,91 определяется по формуле dp = 2,7 + 0,2 + 0,6 + 0,5 - 0,8 = 3,2 м,

где     2,7 – расстояние от отметки пола 1-го этажа до пола подвала;

0,2 – толщина пола подвала;

0,6 – высота подколонника (башмака);

0,5 – высота ростверка;

0,8 – расстояние от пола 1-го этажа до планировочной отметки.

4. Выбор конструкции свайного фундамента.

Вид свай и тип свайного фундамента выбирают в зависимости от назначения, конструктивных и технологических особенностей сооружения и условий его эксплуатации, расчетных нагрузок, действующих на фундаменты, инженерно-геологических условий, метода погружения свай, технико-экономических показателей, местных условий строительства.

В данном случае применим забивные сваи. Длина назначается исходя из инженерно-геологических условий. Нижний конец сваи должен погружаться в грунт с достаточно высоким расчетным сопротивлением R0 на глубину не менее 1…1,5 м.

Выбираем типовую забивную железобетонную сваю длинной l = 5 м, квадратного сечения 30 х х 30 см марки С50.30, с длинной острия 0,25 м, у которой нижний конец забивается в слой глины тугопластичной на глубину 2,17 м.

Заделку сваи и ростверка, т.к. нагрузка центрально приложенная, принимаем минимальной – 0,1 м. Рабочую длину сваи составляет расстояние от подошвы ростверка до начала заострения, т.е. без учета длины острия: м.

5. Определение несущей способности одиночной сваи

по грунту и расчетной нагрузки на одну сваю.

, где

- коэффициент условий работы сваи в грунте, ;

- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа. По таблице 9.1 принимается для пылевато-глинистых грунтов с IL = 0,31 при глубине погружения z = 8,1м кПа;

- площадь поперечного сечения сваи, ;

- наружный периметр поперечного сечения сваи, ;

- сопротивление грунта по боковой поверхности;

- толщина слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м:

Глубина расположения середины слоя

от планировочной отметки, z

1

3,91

18,7

1,42

2

5,32

20,68

1,42

3

6,55

42,0

1,03

3’’

7,58

42,5

1,03

- коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и боковой поверхностью сваи, принимаем ;

470,16 кН.

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту:

335,8 кН

- коэффициент надежности по грунту, = 1,4 (т.к.  определена расчетом с использованием табличных значений R и f ).

6. Определение необходимого числа свай в свайном фундаменте,

размещение их в плане, определение плановых размеров ростверка.

Необходимое количество свай определяется приближенно по формуле: ,

где  - расчетная нагрузка для расчета по первому предельному состоянию, передаваемая сооружением на подвальную часть колонны;

- диаметр (сторона) квадратной сваи;

- высота ростверка и стеновой части фундамента (надростверковой конструкции);

- средний удельный вес материала ростверка, надростверковой конструкции и грунта на ростверке, принимаемый равным  кН/м3.

свай.

Проектируем свайный фундамент из 12 свай. Расстояние между сваями принимаем равным , чтобы получить минимальные размеры ростверка. Расстояние от края сваи до края ростверка –

0,1 м (см. рис 1).

Площадь ростверка: 4,3 ∙ 2,3 = 9,86 м2

7. Определение высоты ростверка.

Высота ростверка, назначенная ориентировочно, проверяется затем на условия прочности ростверка на продавливание и изгиб. В данном случае продавливание колонной невозможно, т.к. площадь основания гипотетической пирамиды продавливания значительно больше межсвайного пространства. Также невозможно продавливание сваями в условиях, когда площадью подколонника перекрывается весь свайный куст.

Принимаем высоту ростверка из конструктивных соображений  = 0,5 м.

8. Проверка выполнения условия расчета

основания по первому предельному состоянию.

Фактическая нагрузка, приходящаяся на одну сваю:

Нормативный вес ростверка и надростверковой конструкции:

кН.

Нормативная нагрузка от веса грунта на поверхности ростверка:

, где - объем грунта; кН/м3.

кН/м3.

кН.

кН < кН. → Условие первого предельного состояния выполняется.

9. Определение среднего вертикального давления p под подошвой

условного фундамента и проверка выполнения условия pR.

, где .

9.1 Определение ширины условного фундамента и площади подошвы.

, где

- расстояние между рядами свай,  = 3,8м;

- диаметр (сторона) квадратной сваи;

- рабочая длина сваи,  = 4,9 м;

- среднее значение угла внутреннего трения слоев грунта в пределах рабочей длины сваи:

м.

м2.

8.2 Определение среднего давления р под подошвой условного фундамента.

, где

- средневзвешенное значение удельного веса грунта в объеме условного фундамента:

кН/м3;

м3 – объем условного фундамента;

м3 – объем свай;

 м3 – объем ростверка;

м3 – объем подколонника.

м3.

Нагрузки от составных элементов свайного фундамента:

Вес грунта в условном фундаменте кН.

Вес свай кН.

Вес ростверка кН.

Вес подколонника кН.

Нагрузки от конструктивных элементов свайного фундамента над поверхностью условного фундамента:

Вес колонны кН.

Вес ограждающих подвальных панелей кН.

Пригрузка от пола подвала кН.

Пригрузка грунтом с наружной стороны ограждающих подвальных панелейкН.

Среднее вертикальное давление от всех нагрузок под подошвой условного фундамента:

кПа.

8.3 Определение расчетного сопротивления грунта под подошвой условного фундамента.

где gс1 и gс2 – коэффициенты условий работы, gс1 = 1,25 (глина, IL < 0,5),

gс2 = 1,0 (гибкая конструктивная схема здания);

k - коэффициент, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта (j и с) определены непосредственными испытаниями;

Мg , Мq , Mc - коэффициенты, равные Мg  = 0,43, Мq = 2,73, Mc = 5,31 (при φ = 180);

kz - коэффициент, принимаемый равным при b < 10 м равным 1;

b - ширина подошвы фундамента, м;

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

g/II - то же, залегающих выше подошвы, ;

g/II  = (15,8 ∙ 1,72 + 19,8 ∙ 0,31 + 10,8 ∙ 1,0 + 9,1 ∙ 3,01 + 20,1 ∙ 2,07)/(1,72 + 1,31 + 3,01 + 2,07) = 13,9 кН/м3;

сII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа, сII = 55 кПа;

d1 - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле

 

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

hcf - толщина конструкции пола подвала, м;

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

d1 = 4,9 + 1,1 + 0,2 ∙ 22/13,9 = 6,32 м

db - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м, db  = 1,9 м.

752,42 кПа.

кПа < кПа.

Условие выполняется, поэтому можно проводить расчет осадки на основе модели линейного деформирования грунта.

II. Расчет оснований по второму предельному

состоянию – по деформациям.

Расчет конечной (стабилизированной) осадки свайного

фундамента методом послойного суммирования

1. Вычисление ординат эпюры природного давления грунта σzg

На границе I и II слоев грунта σzg1 = γ1h1 = 15,8 ∙ 1,72 = 27,2 кПа;

На границе II слоя грунта и УГВ σzg2 = σzg1 + γ2h2 = 27,2 + 19,8 ∙ 0,31 = 33,3 кПа;

На границе II и III слоев грунта σzg3 = σzg3+ γ2sbh3 = 33,3 + 10,8 ∙ 1,0 = 44,1 кПа;

На границе III и IV слоев грунта σzg4 = σzg4 + γ3sbh4 = 44,1 + 9,1 ∙ 3,01 = 71,5 кПа;

С учетом давления толщи воды на водоупоре – глине тугопластичной hw = 4,01 м

σIzg4 = σzg4 + γwhw = 71,5 + 10 ∙ 4,01 = 116,6 кПа;

На границе IV и V слоев грунта σzg5 = σIzg4 + γ4h5 = 116,6 + 20,1 ∙ 7,51 = 267,6 кПа;

На границе V и VI слоев грунта σzg6 = σzg5 + γ4h6 = 267,6 + 20,4 ∙ 2,43 = 317,2 кПа;

На подошве условного фундамента σzg,0 = σzgI4 + γ4h0 = 116,6 + 20,1 ∙ 2,07 = 158,2 кПа.

2. Вычисление ординат эпюры дополнительного

(осадочного) давления σzр от сооружения

σzg

27,2

33,3

44,1

71,5

116,6

262,6

312,2

158,2

0,2 ∙ σzg

-

6,64

8,82

14,3

23,32

52,52

62,44

31,64

3. Вычисление ординат эпюры дополнительного

(осадочного) давления σzр от сооружения

Напряжение непосредственно под подошвой фундамента:

кПа.

Ниже подошвы условного фундамента:

Коэффициент α выбирается из таблицы его значений при шаге ε, равном 0,4

Результаты вычислений ординат эпюры

z

h

ξ=

α

Si

0,000

 

0,0

1,000

155,10

 

0,964

0,964

0,4

0,975

151,22

153,16

0,00387

1,928

0,964

0,8

0,868

134,63

142,93

0,00361

2,892

0,964

1,2

0,721

111,83

123,23

0,00311

3,856

0,964

1,6

0,584

90,58

101,21

0,00256

4,820

0,964

2,0

0,470

72,90

81,74

0,00206

5,440

0,620

2,257

0,413

64,06

68,48

0,00111

5,784

0,334

2,4

0,382

59,25

61,66

0,00063

6,200

0,416

2,573

0,365

56,61

57,93

0,00073

6,748

0,548

2,8

0,312

48,39

7,712

0,964

3,2

0,258

40,02

8,676

0,964

3,6

0,216

33,50

0,01768

Штамповые испытания.

IV слой – глина тугопластичная

(глубина отбора 8,0м)

Диаметр штампа

27,7 см

σZ, кПа

S, мм

0,0

0,00

50

0,50

100

1,01

150

1,52

200

2,03

250

2,54

300

3,04

350

4,02

400

6,19

кПа;кПа.

см; см; кПа; мм.

кПа

Штамповые испытания.

IV слой – глина тугопластичная

(глубина отбора 8,0м)

Диаметр штампа

27,7 см

σZ, кПа

S, мм

0,0

0,00

50

0,36

100

0,76

150

1,16

200

1,56

250

1,96

300

2,36

350

2,81

400

3,41

кПа;кПа.

см; см; кПа; мм.

кПа

4. Вычисление осадки

 

= 1,768 см < 10 см.

Т.к. полученная расчетная осадка допустима, то конструктивная схема свайного фундамента может считаться окончательно принятой.

ПОДБОР СВАЕБОЙНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСЧЕТНОГО ОТКАЗА

1. Исходные данные.

Разработана конструкция свайного фундамента под наружную колонну с использованием свай С50.30 длиной 5 м, сечением 0,3 х 0,3 м. Несущая способность сваи по грунту = 470,16 кН. Расчетная нагрузка 335,8 кН.

Для определения соответствия принятой в проекте несущей способности сваи по грунту ее реальной величине в условиях естественного состояния грунтов площадки предполагаемого строительства предусматривается проведение контрольных динамических испытаний свай с определением отказа.

В связи с этим необходимо:

- подобрать сваебойное оборудование для погружения свай в грунты средней уплотненности;

- определить расчетный отказ;

- сделать заключение о несущей способности свай, принятых в проекте.

2. Подбор сваебойного оборудования.

Предполагается забивку свай проводить трубчатым дизель-молотом.

Вес ударной части трубчатого дизель-молота G, кН приближенно принимается равным 0,7 от - веса сваи с наголовником. Вес наголовника кН.

кН.

По полученному значению выбираем трубчатый дизель-молот С-995, имеющий вес ударной части кН.

Уточняем подбор молота по необходимой для погружения сваи минимальной энергии удара кДж,

где - расчетная нагрузка на сваю.

Затем определяем расчетную энергию удара молота С-995: кДж.

кДж < кДж.

Проверяем выполнение условия , где

т – масса молота;

т – масса сваи и наголовника;

- масса подбабка.

Все проверки удовлетворены. Дизель-молот С-995 принимается в проекте для забивки сваи С50.30 в данных инженерно-геологических условиях.

3. Определение расчетного отказа.

, что окончательно подтверждает правильность выбора молота.

4. Заключение.

Если при забивке сваи С50.30 молотом С-995 замеренный фактический отказ будет равен или меньше расчетного, то это будет означать, что несущая способность сваи = 470,16 кН, исходя из которой был определен расчетный отказ, обеспечивается, и проект свайного фундамента не нуждается в корректировке.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОТЛОВАНА.

В зависимости от глубины заложения фундамента или ростверка определяется глубина котлована. Плановые размеры котлована для фундаментов мелкого заложения и свайных должны позволять разместить в нем проектируемые фундаменты и обеспечить возможность выполнения работ по их возведению.

При определении размеров дна котлована следует учитывать, что в случае необходимости организации поверхностного водоотлива, нужно устраивать водосборные канавки и зумпфы, размещающиеся между низом откоса котлована и внешней стороной фундаментной конструкции, т.е. приблизительно 1,5 м.

В зависимости от свойств грунта, стесненности площадки строительства борта котлована могут выполняться без крепления с откосами необходимой крутизны или устройством соответствующей ограждающей конструкции. В зависимости от положения уровня грунтовых вод должна быть назначена (без расчета) схема водоотлива или водопонижения.

Фундамент мелкого заложения.

Глубина котлована 3,00 м.

Принимаем крутизну откосов 1:0,67.

Плановые размеры котлована:

- длина здания 54 м; ширина 11 м;

- ширина песчаной подушки 6,0 м;

- ширина бровки котлована – 3 ∙ 0,67 = 2,01 м;

- зазор 1,0 м.

Длина котлована:  L = 54 + 6,0 + 2 ∙ 2,01 + 2 ∙ 1,0 = 66,02 м.

Ширина котлована B = 11 + 6,0 + 2 ∙ 2,01 + 2 ∙ 1,0 = 23,02 м.

Для доставки материалов, деталей и транспортирования механизмов в котлован предусмотрен спуск ширимой 4 м.

Водопонижение: применяется глубинное водопонижение с использованием легких иглофильтровых установок (ЛИУ), расположенных вдоль бровки котлована на расстоянии 1,5 м и соединенных трубопроводом. Необходимая глубина водопонижения не менее 3,0 + 0,5 = 3,5 м.

Свайный фундамент.

Глубина котлована 2,1 м.

Глубина заложения ростверка 3,2 м.

Принимаем крутизну откосов 1:0,67.

Плановые размеры котлована:

- длина здания 54 м; ширина 11 м;

- ширина бровки котлована – 3,2 ∙ 0,67 = 2,14 м;

- ширина выемки под ростверк – 2,3 м

- зазор 1,5 м.

Длина котлована:  L = 54 + 2 ∙ 2,14 + 2,3 + 2 ∙ 1,5 = 63,58 м.

Ширина котлована B = 11 + 2 ∙ 2,14 + 2,3 + 2 ∙ 1,5 = 20,58 м.

Для доставки материалов, деталей и транспортирования механизмов в котлован предусмотрен спуск ширимой 4 м.

Водопонижение: применяется глубинное водопонижение с использованием легких иглофильтровых установок (ЛИУ), расположенных вдоль бровки котлована на расстоянии 1,5 м и соединенных трубопроводом. Необходимая глубина водопонижения не менее 3,2 + 0,5 = 3,7 м.

EMBED Equation.3  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36449. ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ВМС. БИОХИМИЯ 1.78 MB
  Направление реакции определяется распределением электронной плотности в исходных соединениях – статический фактор. Поэтому для них характерен радикальный механизм реакции. Семенова радикальное замещение протекает по цепному механизму включающему 3 стадии: hη 1 стадия инициирование реакцииСl2 → 2 Cl Под действием кванта света 1 электрон со связывающей σ – орбитали молекулы хлора переходят на σ – разрыхляющую орбиталь. Сl∙ R∙ → RCl Cl∙ Cl∙ → Cl2 Практическое применение этой реакции...
36450. ФИЗХИМИЯ 884.51 KB
  Тепловой эффект – это теплота выделяемое или поглощаемое при необратимом течении хим реакции пр след. Тисх=Тпрод Другими словами закон Гесса можно сформулировать так: тепловой эффект реакции зависит только от вида и состояния исходных веществ и продуктов реакции но не зависит от пути перехода. Стандартная энтальпия хим реакций равна разности суммы стандартных энтальпий образования продуктов реакции и реагента с учетом стехиометрических коэффициентов. Стандартной энтальпией или теплотой образования вва при заданной температуре называют...
36451. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ 252.91 KB
  Реальные потенциалы необходимы при определении хода потенциометрического титрования. Реальные потенциалы необходимы для решения вопроса о направлении окислительновосстановительного процесса и хода потенциометрического титрования. Опредся точка конечная и точка титрования.Алкелидиметрия HCl NOH Окислительновосстановительная аОх1вRed2=Ox2bRed1 Редоксиметрия Перманганометрия Дихроматометрия Иодометрия Вонадатометрия Цериметрия KMnO4 K2Cr2O7 I2 KI NH4xVO3 CuSO42 nMnL=[ML] Комплексонометрия Меркуриметрия комплексонометрия...
36452. КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ 475.42 KB
  Удельная геометрическая поверхность Sуд = S V м2 м3 м2 кгВ общем случае: Sуд = kD Размеры частиц дисперсной фазы: Грунты: песчаные больше 50 мкм пылеватые 150 мкм Эритроциты крови человека 7 мкм Кишечная палочка 3 мкм Вирус гриппа 01 мкм – 10 нм Дым древесный уголь 30 – 40 мкм Тонкие поры угля 110 нм...
36453. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ 79.4 KB
  Активность возрастает отLi к Сs в данном ряду. растёт радиус атома а притяжение последнего электрона к ядру ослабевает поэтому самый активный в данном ряду Цезий. По отношению к воде: 2R2H2O=2ROHH2 где Rлюбой металл из семейства щелочных только литий растворяется спокойно натрий может загореться на поверхности воды а калий взрывоопасен с водой очень бурно реагирует Объясните кажущуюся аномалию положения Li в ряду электродных потенциалов Eo процесса Э 1е → Э в растворе представленных в таблице по сравнению с положением в...
36454. Сущность, значение и место управления персоналом в организации 171 KB
  Персонал – это постоянные и временные сотрудники предприя представители квалифицированного и неквалифицго труда.цированного и неквалифицго труда в. зависит от: числа элементов разнообразия элов сложности элов числа и харра связей м у ними; в автоматизыция произвва – не только произвва но и управления возрастание интеллектой составляющей персонала и требования к нему; г повсеместное распространение коллективных форм оргции труда – труд людей усложняется → они должны свободно работать → стремление к самостоятельности; д рост...
36455. ТАКТИКО-СПЕЦІАЛЬНА ПІДГОТОВКА 14.51 MB
  Основні завдання зв’язку. Засоби та види зв’язку. Основні вимоги до зв’язку. Основними задачами зв'язку є: забезпечення стійкого зв'язку з вищим штабом та своєчасного приймання сигналів бойового управління; забезпечення управління підлеглими військами в будь яких умовах обстановки; забезпечення передач i сигналів та своєчасне попередження та повідомлення військ про безпосередню загрозу застосування противником ЗМЗ та повітряного противника; забезпечення обміну інформацією між взаємодіючими з’єднаннями частинами підрозділами;...
36456. Основные характеристики и достижения Древнего Рима 38 KB
  переход от патриархального к классическому рабству на территории Италии произошел в греческих городахколониях Южной Италии и Сицилии. Сельское хозяйство Италии переживало подъем. Одним из важных показателей прогресса в сельском хозяйстве Италии является выделение новых отраслей: животноводства и приусадебного птицеводства. Скот и птицу разводили в Италии с незапамятных времен но лишь во III вв.
36457. Основные пути перехода античных обществ к феодализму 34 KB
  Византийский путь. Итальянский путь. ЗФранцузский путь Фр. Самый быстрый путь из которого возникли госва Европы Скандинавскорусский путь.