Проектирование фундаментов крупноблочной 5-этажной школы на 880 учащихся

Тип работы:
Дипломная
Предмет:
Строительство


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Реферат

Проектирование фундаментов крупноблочной 5-этажной школы на 880 учащихся. Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Механика грунтов, оснований и фундаментов»: 70 02 01 / БрГТУ; Пархоц В. С.; ПП-7; кафедра ГТК. — Брест, 2011. — 54 с., 9 табл., 26 рис., 8 ист.

Ключевые слова: инженерно-геологические условия, глубина заложения, фундамент под колонну, ленточный фундамент, осадки фундамента, куст свай, ростверк, песчаная подушка, несущая способность фундамента, продольная и поперечная арматура.

Пояснительная записка к курсовому проекту в своем объеме содержит реферат, содержание, введение, исходные данные, оценку инженерно-геологических условий площадки строительства, расчет фундамента мелкого заложения на естественном основании, проектирование свайных фундаментов, проектирование фундаментов на искусственном основании, технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов, расчет фундаментов на ЭВМ, технологию производства работ по устройству фундаментов, список использованных источников.

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства

3. Вариантное проектирование

3.1 Расчет фундаментов мелкого заложения на естественном основании

3.1.1 Определение глубины заложения фундаментов

3.1.2 Определение размеров фундамента

3.1.3 Определение осадки фундамента методом послойного суммирования

3.1.4 Расчет фундаментов по несущей способности

3.2 Проектирование свайных фундаментов

3.2.1 Определение глубины заложения и назначение размеров ростверка

3.2.2 Определение длины свай и их несущей способности

3.2.3 Определение количества свай в фундаменте

3.2.4 Конструирование ростверка

3.2.5 Проверка прочности основания куста свай

3.2.6 Определение осадки фундамента методом эквивалентного слоя

3.2.7 Выбор сваебойного оборудования и определение отказа сваи

3.3 Расчет фундаментов на искусственном основании

3.3.1 Определение глубины заложения фундаментов

3.3.2 Определение характеристик насыпного грунта

3.3.3 Определение размеров фундамента

3.3.4 Определение толщины грунтовой подушки

3.3.5 Определение осадки фундамента методом послойного суммирования

3.3.6 Расчет фундаментов по несущей способности

4. Технико-экономическое сравнение вариантов

5. Расчет фундаментов на ЭВМ

5.1 Расчет свайных фундаментов в сечении 5 — 5

5.2 Расчет свайных фундаментов в сечении 8 — 8

6. Технология производства работ

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Целью курсового проекта по дисциплине «Механика грунтов, оснований и фундаментов» является изучение вопросов проектирования, устройства фундаментов и их оснований для различных сооружений, возводимых в разнообразных геологических условиях. От правильно выбранного основания и конструкции фундамента, а также от правильного их устройства во многом зависит нормальная эксплуатация зданий и сооружений.

Проектирование зданий и сооружений заключается в выборе основания, типа, конструкции и основных размеров фундамента и в совместном расчёте оснований и фундаментов как одной из частей сооружения.

Основания, фундаменты и надземная конструкция неразрывно связаны между собой, взаимно влияют друг на друга и должны рассматриваться как единая система. Деформации и устойчивость грунтов основания зависят от особенностей приложения нагрузок, от размеров и конструкции фундамента и всего сооружения.

Для успешного усвоения курса необходимо знать следующие дисциплины: инженерную геологию, механику грунтов, сопротивление материалов, строительную механику, теорию упругости, пластичности и ползучести, строительные конструкции, технологию и организацию строительного производства, технику безопасности и экономику строительства.

Основания, фундаменты и надземная конструкция неразрывно связаны между собой, взаимно влияют друг на друга и должны рассматриваться как единая система. Деформации и устойчивость грунтов основания зависят от особенностей приложения нагрузок, от размеров и конструкции фундамента и всего сооружения.

Для успешного усвоения курса необходимо знать следующие дисциплины: инженерную геологию, механику грунтов, сопротивление материалов, строительную механику, теорию упругости, пластичности и ползучести, строительные конструкции, технологию и организацию строительного производства, технику безопасности и экономику строительства.

Деформации грунтов оснований зависят от приложенной нагрузки, размеров и конструктивных особенностей фундаментов, а также от типа самого сооружения и специфики его конструктивной схемы.

Существует и обратная связь — основные размеры, конструкция фундаментов и схема сооружения во многом зависит от особенностей напластования грунтов основания на строительной площадке, их сжимаемости и нагрузок, которые они могут воспринять. При проектировании оснований и фундаментов необходимо решать две задачи: первая — выбрать вид и тип фундамента, а также определить его основные размеры (глубину заложения, размеры и форму подошвы) и вторая — выполнить подбор и расчёт сечений фундаментов. В соответствии с учебными программами первая задача решается в курсе оснований и фундаментов, а вторая — в курсе строительных конструкций.

Работа грунтов, слагающих основание, под действием нагрузок от веса здания и сооружений имеют некоторую специфику, в частности их прочность в сотни раз меньше, а деформативность в тысячи раз больше прочности и деформативности материалов, из которых возводят здания и сооружения. Результатом неправильной оценки физико-механических свойств оснований обычно являются неравномерные осадки фундаментов здания, а при достижении значительных величин — привести к полному разрушению.

Анализ причин аварий, возникающих в процессе строительства и эксплуатации зданий, показал, что их значительная часть происходила в результате ошибок, допущенных при проектировании и устройстве оснований и фундаментов. Устранение последствий этих ошибок в большинстве.

Случаев влечёт за собой значительные материальные затраты, как правило, превышающие первоначальную стоимость фундаментов.

Важным фактором является и выбор способа производства работ при устройстве оснований и фундаментов. Неправильное производство работ в некоторых случаях приводят к нарушению природной структуры грунтов, что сказывается на снижении их прочностных свойств и деформативности.

1. Исходные данные

§ Район строительства — г. Саратов.

§ Инженерно-геологические условия — строительная площадка № 10(зонд).

§ План и разрез здания — по схеме № 8.

§ Расчетные сечения и действующие в них нагрузки — 2−2, 3−3, вариант № 2.

Таблица 1.1. Данные по геологическим изысканиям (таблица А.1 [1])

№ варианта

№ скважины

Глубина отбора образца от поверхности, м

Гранулометрический состав,

Плотность частиц, г/см3 сs

Плотность грунта, г/см3 с

Влажность, % W

Предел пластичности

> 2

2−0,5

0,5−0,25

0,25−0,1

< 0,1

Раскатывания, % Wp

Текучести, % WL

10

1,5

1

2

-

-

0,5

1,5

98

2,72

2

29

32

16

1

4,5

5

16

14

31

34

2,67

1,96

26

-

-

2

7

20

34

16

15

15

2,66

1,98

24

-

-

2

10

20

20

20

20

20

2,65

2

22

-

-

Схема 8. Вычислительный центр железной дороги. Здание в осях АчБ решено в каркасном исполнении, в осях БчГ здание бескаркасное. Стойки каркаса — железобетонные колонны поперечным сечением 60,0Ч40,0 см. Перекрытие здания из сборных многопустотных плит. Наружные и внутренние стены выполнены из керамического кирпича, толщина внутренних стен 380 мм, наружных 510 мм.

Таблица 1.2. Расчетные сечения и действующие в них нагрузки (таблица А.2 [1])

Наименование здания

Расчетное сечение

N, кН/м.п.

М, кН·м

Q, кН

Вычислительный центр

2 — 2

2145,4

153,1

28,3

3 — 3

326,4

-

-

Рис. 1.1. Строительная площадка

Рис. 1.2. Вычислительный центр железной дороги

2. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства

Исходный материал для проектирования фундаментов — данные инженерно-геологических условий строительной площадки и физико-механические характеристики грунтов, используемых в качестве оснований, даны в таблице 1.1. Характеристики грунтов необходимо вычислять для каждого слоя отдельно, согласно их порядку залегания.

Скважина N1, отбор на глубине 2 м:

Т.к., грунт пылевато-глинистый.

— число пластичности (2. 1)

где влажность на границе текучести (принимаем по т. 1. 1);

влажность на границе раскатывания (принимаем по т.1. 1)

  • суглинок. (таблица Б.2 [1])
  • — показатель текучести (2. 2)
  • где влажность грунта в естественном состоянии (принимаем по т.1. 1)
  • суглинок текучепластичный. (таблица Б.5 [1])
  • Плотность грунта в сухом состоянии:
  • (2. 3)
  • где — плотность грунта в естественном состоянии. (таблица 1. 1)
  • — влажность грунта в естественном состоянии. (таблица 1. 1)
  • Коэффициент пористости грунта:
  • , (2. 4)
  • где — плотность частиц грунта. (таблица 1. 1)
  • Для пылевато-глинистых грунтов степень влажности не определяется;
  • По данным статического зондирования, , грунт пылевато-глинистый средней прочности. (таблица Б.7 [1])
  • Удельное сцепление:, (таблица Б. 17 [1])
  • Угол внутреннего трения:, (таблица Б. 17 [1])
  • Модуль деформации: (таблица Б. 18 [1])
  • ,
  • где — эмпирический коэффициент, для суглинков 9,5;
  • — коэффициент Пуассона, для суглинков 0,4.
  • Расчётное сопротивление: ,(таблица Б. 19 [1])
  • Вывод: суглинок, текучепластичный, средней прочности
  • ;.
  • Скважина N1, отбор грунта на глубине 4,5 м:
  • Т.к., грунт песчаный
  • По гранулометрическому составу песок пылеватый. (таблица Б.1 [1])
  • Плотность грунта в сухом состоянии по формуле 2. 3:
  • Плотность сложения грунта по формуле 2. 4:
  • песок средней плотности. (таблица Б.3 [1])
  • Степень влажности:
  • (2. 5)
  • где — плотность воды (принимаем =1)
  • песок насыщенный водой. (таблица Б.4 [1])
  • По данным статического зондирования грунт песчаный средней прочности. (таблица Б.6 [1])
  • Удельное сцепление:, (таблица Б. 16 [4])
  • Угол внутреннего трения:, (таблица Б. 16 [4])
  • Модуль деформации: (таблица Б. 18 [4])
  • Расчётное сопротивление: ,(таблица Б. 19 [6])
  • Вывод: песок пылеватый, средней плотности, насыщенный водой, средней прочности.;.
  • Скважина N2, отбор грунта на глубине 7 м:
  • Т.к., грунт песчаный
  • По гранулометрическому составу песок крупный. (таблица Б.1 [1])
  • Плотность грунта в сухом состоянии по формуле 2. 3:
  • Плотность сложения грунта по формуле 2. 4:
  • песок средней плотности. (таблица Б.3 [1])
  • Степень влажности грунта по формуле 2. 5:
  • песок насыщенный водой. (таблица Б.4 [1])
  • По данным статического зондирования, , грунт песчаный средней прочности. (таблица Б.6 [1])
  • Удельное сцепление:, (таблица Б. 16 [1])
  • Угол внутреннего трения:, (таблица Б. 16 [1])
  • Модуль деформации: (таблица Б. 18 [1])
  • Расчётное сопротивление: ,(таблица Б. 19 [1])
  • Вывод: песок крупный, средней плотности, насыщенный водой, средней прочности.;.
  • Скважина N2, отбор грунта на глубине 10 м:
  • Т.к., грунт песчаный
  • По гранулометрическому составу песок средней крупности. (таблица Б.1 [1])
  • Плотность грунта в сухом состоянии по формуле 2. 3:
  • Плотность сложения грунта по формуле 2. 4:
  • песок средней плотности. (таблица Б.3 [1])
  • Степень влажности грунта по формуле 2. 5:
  • песок насыщенный водой. (таблица Б.4 [1])
  • По данным статического зондирования, , грунт песчаный средней прочности. (таблица Б.6 [1])
  • Удельное сцепление:, (таблица Б. 16 [2])
  • Угол внутреннего трения:, (таблица Б. 16 [2])
  • Модуль деформации: (таблица Б. 18 [1])
  • Расчётное сопротивление: ,(таблица Б. 19 [1])
  • Вывод: песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой, средней прочности.;; .
  • Для удобства результаты расчёта сведём в таблицу 2. 1:
  • Рис. 2.1. Геологический разрез
  • Таблица 2.1. Сводная таблица характеристик грунта.
  • № слоя

    Наимен. грунта

    Мощн. слоя, м

    , т_ м3

    s, т_ м3

    d, т_ м3

    sb, т_ м3

    W, %

    WL, %

    Wp, %

    Jp, %

    JL

    e

    Sr

    , МПа

    CI CII кПа

    I II град

    E0, МПа

    Ro, кПа

    , кН м3

    s, кН м3

    d, кН м3

    sb, кН м3

    , МПа

    1

    Растительный слой

    0,1

    1,5

    15

    2

    Суглинок, текучепластичный, средней прочности

    2,9

    2

    2,72

    1,55

    -

    29

    32

    16

    16

    0,81

    0,75

    -

    1,13

    0,031

    25,1

    6,82

    140

    20

    27,2

    15,5

    9,22

    3

    Песок пылеватый, средней плотности, насыщенный водой, средней прочности

    2

    1,96

    2,67

    1,56

    -

    26

    -

    -

    -

    -

    0,72

    0,97

    3,02

    0,003

    28,02

    8,02

    151

    19,6

    26,7

    15,6

    9,88

    4

    Песок крупный, средней плотности, насыщенный водой, средней прочности

    3

    1,98

    2,66

    1,6

    -

    24

    -

    -

    -

    -

    0,67

    0,96

    5,46

    0

    36,3

    23,9

    315

    19,8

    26,6

    16

    10,50

    5

    Песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой, средней прочности

    5

    2

    2,65

    1,64

    -

    22

    -

    -

    -

    -

    0,62

    0,95

    6,99

    0,001

    35,7

    28,5

    366

    20

    26,5

    16,4

    10,24

    3. Вариантное проектирование

    3.1 Расчет фундаментов мелкого заложения на естественном основании

    3.1.1 Определение глубины заложения фундаментов

    Глубина заложения фундаментов должна приниматься с учетом назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, влияния расположенных вблизи сооружений и инженерных коммуникаций, инженерно-геологических, гидрогеологических, геоэкологических условий площадки строительства и возможных их изменений, в том числе изменение глубины сезонного промерзания грунтов.

    По инженерно-геологическим условиям первый слой (песок мелкий) не может служить основанием фундаментов. В качестве основания фундаментов можно использовать второй слой (суглинок полутвердый).

    Нормативная глубина сезонного промерзания определяется по формуле:

    (3. 1)

    где сумма среднемесячных отрицательных температур за зимний период.

    Расчетная глубина сезонного промерзания определяется по формуле:

    (3. 2)

    где — коэффициент влияния теплового режима сооружения на промерзание грунта у фундамента.

    Но поскольку глубина заложения фундаментов для отапливаемых сооружений из условия недопущения морозного пучения грунтов основания назначается для фундаментов внутренних стен и колонн независимо от расчетной глубины промерзания, глубину сезонного промерзания в данном случае определять нет необходимости.

    Первый слой не является несущим, фундамент должен заглубляться в несущий слой не менее, чем на 0,2 м. При этом в здании имеется подвал, минимальная глубина заложения фундаментов не менее 0,4 м от пола подвала.

    Исходя из этих условий с учетом конструктивных особенностей принимаем глубину заложения равной от планировочной отметки.

    3.1.2 Определение размеров фундамента

    Глубина заложения, в стакан фундамента устанавливается колонна сечением. На фундамент в сечении 2 — 2 действуют нагрузки. Длина здания, высота.

    Рис. 3.1. Схема фундамента сечение 1−1

    Грунтовые условия:

    первый слой — растительный, мощностью 0,1 м, удельный вес — 15 кН/м3;

    второй слой — суглинок текучепластичный, мощностью 2,9 м, удельный вес — 20 кН/м3;

    третий слой — песок пылеватый, мощностью 2 м, удельный вес -19,6 кН/м3, .

    Определяем площадь подошвы фундамента в плане:

    (3. 3)

    где принимаем 20 кН/м3,

    сжимающее усилие.

    глубина заложения фундамента.

    расчётное сопротивление слоя, находящегося под подошвой фундамента.

    (> на 15%), т.к. фундамент нагружен внецентренно

    Размеры в плане прямоугольного фундамента:

    Ширина; (3. 4)

    Принимаем размеры кратные 100 мм:

    Определяем расчётное сопротивление грунта основания:

    , (3. 5)

    где — коэффициенты условий работы, принимаем по т. В.2 [1] (, при).

    коэффициент надёжности.

    , по т. В.3 [1], при;

    , т.к.

    осреднённое значение удельного веса грунта, залегающего выше подошвы фундамента;

    значение удельного веса грунтов на отметке подошвы фундамента

    — расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.

    — глубина заложения фундамента;

    глубина подвала — расстояние от уровня планировки до пола подвала;

    Уточняем значение ширины при R1=785,11 кПа:

    (> на 15%), т.к. фундамент нагружен внецентренно

    Ширина;

    Принимаем

    При расчете внецентренно нагруженных фундаментов должны выполняться следующие условия:

    где W — момент сопротивления площади подошвы фундамента для прямоугольных фундаментов

    где

    Проверяем выполнение условий:

    Все условия выполняются, при этом Pср< R2 на 7,7%, что меньше 10% и Pmax< 1,2R2 на 9,0%, что меньше 10%. Следовательно, размеры фундамента подобраны правильно.

    Следовательно, принимаем размер фундамента

    Рис. 3.2. Схема фундамента сечение 4−4

    Грунтовые условия: первый слой — растительный, мощностью 0,20 м, удельный вес — 15,5 кН/м3; второй слой — песок мелкий, мощностью 3,8 м, удельный вес — 19,0 кН/м3; третий слой — суглинок, полутвердый, мощностью 0,30 м, удельный вес -19,6 кН/м3, с=38,8 кПа, =260, Е =17,0 МПа, R0 =452 кПа.

    Определяем площадь подошвы фундамента в плане:

    (3. 3)

    где принимаем 20 кН/м3,

    сжимающее усилие.

    глубина заложения фундамента.

    расчётное сопротивление слоя, находящегося под подошвой фундамента.

    Размеры в плане прямоугольного фундамента:

    Ширина; (3. 4)

    Принимаем размеры кратные 100 мм: b = 0,7 м, l=1,1 м;

    Определяем расчётное сопротивление грунта основания:

    , (3. 6)

    где — коэффициенты условий работы, принимаем по т. В.2 [1] (, при).

    коэффициент надёжности.

    , по т. В.3 [1], при;

    , т.к.

    осреднённое значение удельного веса грунта, залегающего выше подошвы фундамента;

    значение удельного веса грунтов на отметке подошвы фундамента

    — расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.

    — приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

    ,

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

    — расчетное значение удельного веса материала пола подвала;

    м- толщина конструкции пола подвала;

    м;

    глубина подвала — расстояние от уровня планировки до пола подвала;

    Уточняем значение ширины при R1=498,27 кПа:

    Принимаем

    При расчете центрально нагруженных фундаментов должно выполняться следующее условие:

    Проверяем выполнение условия.

    Все условия выполняются, при этом Pср< R2 на 0,19%, что меньше 10%. Следовательно, размеры фундамента подобраны правильно.

    Следовательно, принимаем размер фундамента

    3.1.3 Определение осадки фундамента методом послойного суммирования

    Расчёт осадки фундамента происходит из условия:

    (3. 8)

    где величина конечной осадки отдельного фундамента, определяемая расчётом;

    предельная величина осадки фундаментов зданий и сооружений, принимаемая по табл. В.4 [1] (для данного здания).

    Для определения осадки фундамента необходимо составить схему, на которой слева от фундамента даны инженерно-геологические условия и характеристики грунтов. Затем от оси фундамента влево откладываем ординаты эпюры вертикальных напряжений от собственного веса грунта. Причём построение эпюры следует начинать от отметки поверхности природного рельефа при планировке подсыпкой или срезкой. Ординаты эпюры вычисляются в характерных горизонтальных сечениях (на нижней границе каждого слоя, под подошвой фундамента, на уровне грунтовых вод) по формуле:

    (3. 9)

    где удельный вес i-го слоя грунта,;

    толщина i-го слоя грунта,.

    Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод (WL), но выше водоупора, определяется с учётом взвешивающего действия воды по формуле:

    (3. 10)

    где удельный вес частиц i-го слоя грунта,;

    удельный вес воды,

    коэффициент пористости i-го слоя грунта.

    Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен определяться с учётом взвешивающего действия.

    Для песка мелкого ниже WL (не является водоупором):

    ,

    Для песка средней крупности ниже WL (не является водоупором)

    Находим ординаты эпюры вертикальных напряжений от собственного веса грунта в характерных горизонтальных сечениях:

    На отметке уровня грунтовых вод (WL):

    На подошве 2-го слоя (песок мелкий):

    На границе водоупора (суглинок полутвердый):

    На подошве фундамента (суглинок полутвердый):

    На подошве 3-го слоя (суглинок полутвердый):

    На подошве 4-го слоя (песок мелкий):

    На границе водоупора (суглинок полутвердый):

    На подошве 5-го слоя (суглинок полутвердый):

    Дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента вычисляется по формуле:

    где среднее фактическое давление под подошвой фундамента,

    вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента от веса вышележащих слоёв,.

    Для построения эпюры дополнительных вертикальных напряжений толща грунта ниже подошвы фундамента в пределах глубины, приблизительно равной-х кратной ширине фундамента, разбивается на ряд слоёв, мощностью не более. Если в пределах элементарного слоя попадают два слоя грунта, то эти участки рассматриваются отдельно. Принимаем:

    .

    Величина дополнительного вертикального напряжения для любого сечения ниже подошвы фундамента вычисляется по формуле:

    (3. 11)

    где коэффициент, принимаемый по ГОСТ 2. 02. 01. -83 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины равной (таблица В.5 [4]);

    Построив эпюры и, определяем нижнюю границу сжимаемой (активной) зоны грунта, которая находится на глубине ниже подошвы фундамента, где.

    Осадка отдельного фундамента на основании, расчётная схема которого принята в виде линейно-деформируемого полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи, определяется по формуле:

    (3. 12)

    где коэффициент, корректирующий упрощённую схему расчёта,

    число слоёв, на которое разделена по глубине сжимаемая толща основания;

    толща i-го слоя грунта,;

    среднее дополнительное (к бытовому) напряжение в i-ом слое грунта, равное полусумме дополнительных напряжений на верхней и нижней границах i-го слоя,;

    модуль деформации i-го слоя,.

    Осадка основания фундамента получается суммированием величины осадки каждого слоя. Она не должна превышать предельно допустимые осадки сооружения.

    (3. 13)

    где предельная деформация основания сооружения (таб. В.4 [4]).

    Для удобства вычисления осадки фундамента расчёт ведём в табличной форме (табл. 3. 1).

    Таблица 3.1. Определение осадок фундамента

    № слоёв

    Суглинок полутвердый

    2

    0

    0

    1

    0

    645,87

    77,49

    15,498

    17 000

    0

    2

    54

    0,64

    0,902

    54

    582,57

    88,07

    17,61

    17 000

    1,56

    2

    108

    1,27

    0,665

    54

    429,50

    98,66

    19,73

    17 000

    1,29

    2

    162

    1,91

    0,453

    54

    292,58

    109,24

    21,85

    17 000

    0,917

    2

    216

    2,54

    0,314

    54

    202,80

    119,83

    23,97

    17 000

    0,629

    2

    270

    3,18

    0,223

    54

    144,03

    130,41

    26,08

    17 000

    0,44

    Песок средней крупности

    3

    360

    4,24

    0,14

    90

    90,42

    139,86

    27,972

    17 000

    0,496

    3

    450

    5,29

    0,094

    90

    60,71

    149,31

    29,862

    17 000

    0,320

    3

    540

    6,35

    0,067

    90

    43,27

    158,76

    31,752

    17 000

    0,220

    3

    630

    7,41

    0,05

    90

    32,29

    168,21

    33,642

    17 000

    0,160

    3

    724

    8,52

    0,038

    94

    24,54

    178,08

    35,616

    17 000

    0,126

    6,16

    Осадка основания:

    .

    Таким образом, нижняя граница сжимаемой (активной) зоны грунта (ВС) находится на глубине от подошвы фундамента, где.

    Рис. 3.2. Схема и эпюры к расчету осадок фундамента

    3.1.4 Расчет фундаментов по несущей способности

    Размеры фундамента 2,6×1,7 м. Высота фундамента сечение колонны 600×400.

    Принимаем конструкцию фундамента с подколонником стаканного типа и плитой. Толщину стенок стакана поверху назначаем 200 мм (для фундаментов с армированной стаканной частью). Зазоры между стенками стакана и колонной по низу принимаются 50 мм, по верху — 75 мм. Т.к. размеры колонны мм, то размеры подколонника в плане:

    Принимаем одну ступени:

    Высота подколонника:

    Определяем глубину стакана:

    Размеры дна стакана в плане:

    Вынос ступени будет равен:

    (3. 14)

    Конструктивная схема фундамента представлена на рис. 3.3.

    Рис. 3.3. Размеры фундамента

    3.2 Проектирование свайного фундамента

    3.2.1 Определение глубины заложения ростверка

    Сечение 1-1

    В данном сечении глубина заложения ростверка не зависит от глубины промерзания, так как не нормируется (согласно пункту 5.7 СНБ 5. 01. 01).

    Сваи будут заделываться жёстко, т.к. ростверк расположен на слабых грунтах и сжимаемая нагрузка приложена на фундамент с эксцентриситетом. Принимаем заделку свай. Тогда (высота плитной части).

    Глубина стакана принимается не менее большего размера поперечного сечения колонны плюс 0,05 м для возможности рихтовки колонны при монтаже. Принимаем глубину стакана равной. Высоту подколонника принимаем (кратно 150 мм)

    3.2.2 Определение длины сваи

    Сечение 1-1

    Определяем длину сваи:

    (3. 21)

    глубина заделки сваи в ростверк,

    расстояние от подошвы ростверка до кровли несущего слоя грунта.

    заглубление в несущий слой.

    Принимаем сваю по таблице Г1 [1] марки С80. 35−5. 6, длина сваи

    3.2.3 Определение несущей способности сваи

    Сечение 1-1

    Несущая способность сваи по грунту:

    , (3. 22)

    где: U = 1,4 м — периметр поперечного сечения сваи;

    — коэффициент работ сваи в грунте;

    кПа — расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое по табл. Г2 [1] (песок средней крупности, Z0=9,2м);

    А = 0,352 = 0,1225 м2 — площадь поперечного сечения сваи;

    коэффициенты работы грунта соответственно по боковой поверхности и под нижним концом сваи;

    мощность i-го слоя грунта;

    расчетное сопротивление i-го слоя грунта по боковой поверхности сваи, принятое по табл. Г3[1].

    Определение сопротивления грунта по боковой поверхности сваи ведем в табл. 3.3.

    Таблица 3.3 Определение сопротивления грунта по боковой поверхности сваи

    Z, м

    Rfi, kПа

    hi, м

    hi · Rfi kH/пм

    2,17

    0

    1,94

    0

    3,57

    0

    0,86

    0

    5,0

    67,9

    2,0

    135,8

    6,5

    72,5

    1,0

    72,5

    8,0

    77,0

    2,0

    154,0

    9,1

    78,1

    0,2

    15,62

    ИТОГО:

    377,92

    По формуле (3. 22) вычисляем несущую способность сваи по грунту.

    Для дальнейших расчетов принимаем значение расчетного усилия по грунту.

    Расчетно-допустимая нагрузка на сваю:

    ,

    где — коэффициент надёжности метода испытаний [5].

    3.2.4 Определение количества свай в кусте

    Сечение 2−2

    Количество свай в кусте:

    (3. 24)

    меньшая расчётная нагрузка на сваю из нагрузок по грунту и материалу.

    — коэффициент, учитывающий действие изгибающего момента;

    , так как в сечении действует изгибающий момент;

    По формуле (3. 24):

    Принимаем

    3.2.5 Проектирование ростверка

    Сечение 2−2

    Расстояние между центрами свай принимается не менее 2d, где d — сторона сечения сваи Поскольку свес ростверка относительно крайних осей свай должен быть не менее 0,5d+100 мм, принимаем следующие размеры ростверка в плане (рисунок 3. 14):

    Толщину стенок стакана поверху назначаем 225. Зазор между колонной и стаканом 75 мм. Т.к. размеры колонны то размеры подколонника в плане:

    Высота ростверка:

    Высота подколонника:

    Определяем глубину стакана:

    Размеры дна стакана в плане:

    3.2.6 Определение глубины заложения и назначение размеров ростверка

    Глубина заложения фундаментов должна приниматься с учетом назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, влияния расположенных вблизи сооружений и инженерных коммуникаций, инженерно-геологических, гидрогеологических, геоэкологических условий площадки строительства и возможных их изменений, в том числе изменение глубины сезонного промерзания грунтов.

    По инженерно-геологическим условиям первый слой (песок мелкий, малопрочный) не может служить основанием фундаментов. В качестве основания фундаментов можно использовать второй слой (суглинок полутвердый, прочный).

    Глубина заложения фундаментов для отапливаемых сооружений из условия недопущения морозного пучения грунтов основания назначается для фундаментов внутренних стен и колонн независимо от расчетной глубины промерзания, глубину сезонного промерзания в данном случае определять нет необходимости.

    Первый слой не является несущим, фундамент должен заглубляться в несущий слой не менее, чем на 0,2 м. При этом в здании имеется подвал, минимальная глубина заложения фундаментов не менее 0,4 м от пола подвала.

    Исходя из этих условий с учетом конструктивных особенностей принимаем глубину заложения равной от планировочной отметки.

    3.2.7 Определение длины свай и их несущей способности

    Определяем минимальную длину сваи:

    (3. 21)

    — глубина заделки сваи в ростверк, = 0,1 м.

    — расстояние от подошвы ростверка до кровли несущего слоя грунта,;

    — заглубление в несущий слой,;

    По табл. Г. 1 [4] принимаем сваю С70. 30−8…9, сечением 300×300 и длиной 7 м. Определяем несущую способность сваи.

    (3. 22)

    где — коэффициент условий работы сваи в грунте ();

    — расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи, определяется по табл. Г. 2 [4];

    А — площадь поперечного сечения сваи, м2;

    U — наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

    — расчётное сопротивление i-го слоя по боковой поверхности сваи, определяется по табл. Г. 3 [4];

    Рис. 3.5. Определение несущей способности сваи

    — коэффициенты работы грунта соответственно по боковой поверхности и под нижним концом сваи, для свай, погружаемых забивкой

    — мощность i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.

    При

    Расчетная допустимая нагрузка на сваю:

    (3. 23)

    где — коэффициент надёжности (для гражданских зданий -);

    В дальнейших расчетах принимаем меньшее значение:

    3.2.8 Определение количества свай в фундаменте

    Количество свай в кусте:

    (3. 25)

    где расчётная нагрузка на фундамент, коэффициент, учитывающий действие момента,.

    Принимаем 4 сваи.

    3.2.4 Конструирование ростверка

    Из условия унификации размеры ростверка в плане принимаем кратно 300 мм.

    Размеры стакана

    Расстояние между сваями Расстояние от края ростверка до геометрической оси сваи принимаем:

    Определяем фактическую нагрузку на сваю:

    ; (3. 26)

    где: фактический вес ростверка, кН;

    вес грунта на уступах ростверка, кН;

    вес свай в фундаменте, кН;

    количество свай в фундаменте, n = 2;

    расчетная нагрузка на фундамент,;

    Рис. 3.6. Конструирование ростверка

    Принимаем соответствующие геометрические размеры ростверка:

    Получим:

    Проверка:

    Недонапряжение:

    Окончательно принимаем 2 сваи.

    3.2.9 Проверка прочности основания куста свай

    Для оценки общей устойчивости свайного фундамента и определения его стабилизированной осадки необходимо определить вертикальные напряжения в грунте в плоскости, проходящей через острия свай. При этом свайный фундамент рассматривается как условный массивный фундамент, в состав которого входят ростверк, сваи, грунт межсвайного пространства и некоторый объем грунта, примыкающего к наружным сторонам свайного фундамента.

    Нижняя граница условного массива определяется пересечением плоскости, проходящей через нижние концы свай, и плоскости, ограниченной углом:

    Определим размеры условного фундамента:

    Давление по подошве условного фундамента от расчетных нагрузок не должно превышать расчетного давления на грунт:

    (3. 27)

    где заданная нагрузка на фундамент,

    Вычисляем расчетное сопротивление для условного фундамента по формуле (3. 5):

    где коэффициенты условий работы.

    Рис. 3.7. Схема к определению границ условного фундамента

    В соответствии с таблицей Д. 1 [4] при и принимаем коэффициенты:

    коэффициенты, принимаемые по табл. Д. 2 [4] (так как-то);

    коэффициент, учитывающий ширину фундамента, так как, то;

    осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, определяется на глубине.

    осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента:

    приведённая глубина заложения фундамента, определяемая по формуле (3. 6):

    м

    глубина подвала (поскольку м, принимаем м);

    расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего под подошвой фундамента.

    Таким образом:

    Получаем:

    Условие выполняется.

    Расчет на местное сжатие.

    (3. 28)

    где площадь сечения колонны;

    — расчетное сопротивление бетона сжатию

    Условие выполняется.

    Расчёт ростверка на продавливание колонной не требуется, т.к. пирамида продавливания охватывает сваи.

    Расчёт ростверка на продавливание угловой сваей не требуется, т.к. свая заходит за грань подколонника более чем на 50 мм.

    Расчет прочности по наклонным сечениям:

    , (3. 29)

    где сумма реакций всех свай, находящихся за пределами наклонного сечения,.

    ширина ростверка;

    рабочая высота;

    — расчетное сопротивление бетона растяжению

    — коэффициент, зависящий от отношения (табл.5.1 [3]),

    где расстояние от плоскости внутренних граней свай до ближайшей грани подколонника;

    Условие выполняется, толщина стакана достаточна.

    Расчет ростверка на изгиб.

    По формуле (3. 19) требуемая площадь арматуры:

    где

    Принимаем рабочую арматуру 814 S400 с шагом 200 мм, поперечную арматуру назначаем конструктивно 510 S400 с шагом 200 мм.

    Армирование подколонника принимаем конструктивно арматурой Ш12 мм S400 с шагом 150 мм в продольном направлении и 200 мм в поперечном направлении.

    Рис. 3.8. Армирование ростверка

    Поперечное армирование стенок стакана выполняем конструктивно в виде сварных плоских сеток с расположением стержней арматуры Ш8 мм S400 у наружных и внутренних поверхностей стенок. Расстояние между сетками 100 мм (см. рисунок 3. 8).

    3.2. 10 Определение осадки фундамента методом эквивалентного слоя

    Расчёт осадки фундамента происходит из условия (3. 8):

    где величина конечной осадки отдельного фундамента, определяемая расчётом;

    предельная величина осадки фундаментов зданий и сооружений, принимаемая по табл. Д. 4 [4] (для данного здания).

    (3. 30)

    где: мощность эквивалентного слоя, м;

    средний коэффициент относительной сжимаемости;

    Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод (WL), но выше водоупора, определяется с учётом взвешивающего действия воды по формуле (3. 10).

    Определим удельный вес песка мелкого, не являющегося водоупором:

    Находим ординаты эпюры вертикальных напряжений от собственного веса грунта в характерных горизонтальных сечениях.

    На подошве 1-го слоя (песок пылеватый):

    На подошве 2-го слоя (супесь пластичная):

    На отметке уровня грунтовых вод (WL):

    На подошве 3-го слоя (песок мелкий):

    На границе водоупора (глина полутвердая):

    На подошве 4-го слоя (глина полутвердая):

    На конце сваи (глина полутвердая):

    На расстоянии от конца свай (супесь пластичная):

    Определяем дополнительное вертикальное напряжение:

    Определяем мощность эквивалентного слоя грунта:

    (3. 31)

    где коэффициент эквивалентного слоя принимаем по табл. 5.6 [5] в зависимости от и коэффициента Пуассона.

    .

    Откладываем от конца свай расстояние и строим эпюру дополнительных вертикальных напряжений (см. рис. 3. 9).

    Находим средний коэффициент относительной сжимаемости грунта:

    (3. 32)

    где толщина i-го слоя грунта в пределах активной зоны;

    расстояние от нижней границы сжимаемой толщи до середины i-го слоя;

    коэффициент относительной сжимаемости грунта в пределах i-го слоя;

    (3. 33)

    Рисунок 3.9. Схема к определению осадки фундамента методом эквивалентного слоя

    модуль деформации i-го слоя, МПа;

    — коэффициент, зависящий от коэффициента относительной поперечной деформации грунта (для супесей = 0,7).

    Для супеси:

    .

    Определяем осадку свайного фундамента по формуле (3. 30):

    Условие выполняется.

    3.2. 11 Выбор сваебойного оборудования и определение отказа сваи

    Исходя из принятой в проекте расчетной нагрузки, допустимой на сваю, определяется минимальная энергия удара по формуле:

    (3. 34)

    где эмпирический коэффициент,

    несущая способность сваи по грунту.

    .

    По таблицам Е.7 и Е.8 [4] подбираем молот, энергия удара которого соответствует расчетной минимальной. Примем трубчатый дизель-молот с водяным охлаждением С-1047 со следующими характеристиками:

    — масса ударной части — = 25кН;

    — наибольшая высота падения ударной части молота — = 3 м;

    — расчетная энергия удара —

    — полный вес молота — = 55 кН;

    Далее производим проверку пригодности принятого молота по условию:

    (3. 35)

    где расчетная энергия удара, Дж;

    полный вес молота;

    вес сваи, наголовника и подбабка;

    — значение коэффициента применимости молота для трубчатых дизель-молотов при материале свай — железобетон;

    Проверяем условие (3. 35):

    условие выполняется.

    Для контроля несущей способности свайных фундаментов и окончательной оценки применимости выбранного молота, определяем проектный отказ сваи:

    (3. 36)

    где проектный отказ сваи, м;

    коэффициент, принимаемый в зависимости от материала сваи, при определении отказа железобетонных свай;

    площадь поперечного сечения сваи, м2;

    коэффициент восстановления удара и при забивке железобетонных свай молотами ударного действия с применением наголовника с деревянным вкладышем,

    Проверяем условие (3. 37):

    Условие выполняется.

    3.3 Расчет фундаментов на искусственном основании

    3.3.1 Определение глубины заложения фундаментов

    Глубина заложения фундаментов должна приниматься с учетом назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, влияния расположенных вблизи сооружений и инженерных коммуникаций, инженерно-геологических, гидрогеологических, геоэкологических условий площадки строительства и возможных их изменений, в том числе изменение глубины сезонного промерзания грунтов.

    По инженерно-геологическим условиям первый слой (песок пылеватый, рыхлый, влажный) не может служить основанием фундаментов. В качестве основания фундаментов можно использовать второй слой (супесь пластичная).

    Поскольку глубина заложения фундаментов для отапливаемых сооружений из условия недопущения морозного пучения грунтов основания назначается для фундаментов внутренних стен и колонн независимо от расчетной глубины промерзания, глубину сезонного промерзания в данном случае определять нет необходимости.

    Первый слой не является несущим, фундамент должен заглубляться в несущий слой не менее, чем на 0,2 м. При этом в здании имеется подвал, минимальная глубина заложения фундаментов не менее 0,4 м от пола подвала.

    Исходя из этих условий с учетом конструктивных особенностей принимаем глубину заложения равной от планировочной отметки.

    3.3.2 Определение характеристик насыпного грунта

    Поскольку грунт залегающий непосредственно под подошвой фундамента пылевато-глинистый, то в качестве искусственного основания под фундаменты целесообразно применить песчаную подушку.

    При устройстве песчаной подушки плотность сложения грунта должна соответствовать значению > 1,65 т/м3.

    В качестве материала подушки принимаем песок крупный со следующими характеристиками:

    =2,66 т/м3, =1,66 т/м3, =10%.

    Определим плотность грунта в сухом состоянии по формуле (2. 1):.

    Определим плотность сложения грунта по формуле (2. 2):.

    Определим степень влажности по формуле (2. 3):.

    Коэффициент пористости:

    (3. 37)

    где — плотность сухого грунта на нижней границе уплотняемого слоя;

    Так как, то, согласно табл. 5 [1], песок крупный плотный.

    Степень влажности:

    м (3. 38)

    где — оптимальная влажность;

    Так как, то, согласно табл. 6 прил. [1], грунт маловлажный.

    Определим нормативные значения прочностных и деформационных характеристик грунта песчаной подушки.

    Удельное сцепление (согласно табл. 11 прил. [1]).

    Угол внутреннего трения (согласно табл. 11 прил. [1]).

    Модуль деформации (согласно табл. 8 прил. [1]).

    Расчётное сопротивление (согласно табл. 12 прил. [1]).

    Значение определяется по формуле:

    (3. 39)

    где — ускорение свободного падения;

    .

    3.3.3 Определение размеров фундамента

    Глубина заложения, в стакан фундамента устанавливается колонна сечением. На фундамент в сечении 2 — 2 действует нагрузка. Расчетное сечение выполняем по скважине № 2. Длина здания, высота.

    Определяем площадь подошвы фундамента в плане по формуле (3. 3):

    Ширина фундамента равна:

    Принимаем

    Рис. 3. 10. Схема к определению глубины заложения и размеров фундамента в плане в сечении 2 — 2 по скважине № 2

    Определяем расчетное сопротивление грунта основания по формуле (3. 5):

    где коэффициенты условий работы.

    В соответствии с таблицей Д. 1 [4] при принимаем коэффициенты:

    — коэффициент надёжности.

    коэффициенты, принимаемые по табл. Д. 2 [4] (так как-то);

    коэффициент, учитывающий ширину фундамента, так как, то;

    осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, определяется на глубине.

    осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента:

    приведённая глубина заложения фундамента, определяемая по формуле (3. 6):

    м

    глубина подвала (поскольку м, принимаем м);

    расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего под подошвой фундамента.

    Таким образом:

    Уточняем значение площади подошвы фундамента по формуле (3. 3) при:

    По формуле (3. 4):

    Принимаем b = 1,1 м.

    Поскольку при данной ширине фундамента величина 0,5b не выходит за пределы того слоя, в котором находится подошва фундамента, то характеристики принимаются исходными, т. е. :

    Находим среднее давление по подошве по формуле (3. 7):

    Размеры фундамента должны удовлетворять условию

    Поскольку условие не выполняется, принимаем ширину фундамента b = 1,2 м.

    Находим среднее давление по подошве по формуле (3. 7):

    Размеры фундамента должны удовлетворять условию

    Недонапряжение превышает 5%, но уменьшить размеры фундамента не представляется возможным.

    Окончательно принимаем размеры фундамента в плане

    3.3.4 Определение толщины грунтовой подушки

    Мощность слоя слабого грунта под подошвой фундамента 1,7 м. Целесообразно произвести частичную замену существующего грунта песчаной подушкой. Примем высоту песчаной подушки =1,6 м.

    Толщина песчаной подушки определяется из условия, чтобы полное давление на кровлю слабого грунта не превышало расчетного сопротивления на этот грунт:

    , (3. 40)

    где — вертикальные напряжения от собственного веса грунта;

    — дополнительное вертикальное напряжение в грунте.

    Для определения на глубине z, находим:

    кПа;

    ;

    .

    По значению =2,67 и по табл. Д. 5 [4] принимаем значение =0,219, тогда кПа.

    Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента:

    кПа.

    Расчетное сопротивление грунта пониженной прочности с характеристиками кН/м3,, СII = 13,6 кПа на глубине z для условного фундамента шириной bz определяем по формуле (3. 5):

    где коэффициенты условий работы.

    В соответствии с таблицей Д. 1 [4] при и принимаем коэффициенты:

    — коэффициент надёжности.

    коэффициенты, принимаемые по табл. Д. 2 [4] (так как-то);

    коэффициент, учитывающий ширину фундамента, так как, то;

    b=bz , где — ширина подошвы условного фундамента;

    м2; (3. 41)

    вес фундамента, кН;

    вес грунта на уступах фундамента, кН;

    м.

    Принимаемм.

    осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, определяется на глубине.

    осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента:

    приведённая глубина заложения фундамента;

    м

    глубина подвала (поскольку м, принимаем м);

    расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего под подошвой фундамента.

    кПа

    Проверяем условие:.

    Условие выполняется, прочность подстилающего слоя обеспечивается.

    Определяем размеры по низу подушки в плане:

    м.

    Рис. 3. 11. Схема фундамента на искусственном основании

    3.3.5 Определение осадки фундамента методом послойного суммирования

    Расчёт осадки фундамента происходит из условия

    где величина конечной осадки отдельного фундамента, определяемая расчётом;

    предельная величина осадки фундаментов зданий и сооружений, принимаемая по табл. Д. 4 [4] (для данного здания).

    Определим удельный вес песка мелкого, не являющегося водоупором, по формуле (3. 10):

    Находим ординаты эпюры вертикальных напряжений от собственного веса грунта в характерных горизонтальных сечениях:

    На подошве 1-го слоя (песок пылеватый):

    На подошве фундамента (супесь пластичная):

    На подошве слоя песчаной подушки (песок крупный):

    На подошве 2-го слоя (супесь пластичная):

    На отметке уровня грунтовых вод (WL):

    На подошве 3-го слоя (песок мелкий):

    На границе водоупора (глина полутвердая):

    На подошве 4-го слоя (глина полутвердая):

    Дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента вычисляется по формуле:

    где среднее фактическое давление под подошвой фундамента,

    вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента от веса вышележащих слоёв,.

    Для построения эпюры дополнительных вертикальных напряжений толща грунта ниже подошвы фундамента разбивается на ряд слоёв, мощностью не более. Принимаем:

    .

    Для удобства вычисления осадки фундамента расчёт ведём в табличной форме (табл. 3. 3).

    Таблица 3.3. Определение осадок фундамента

    № слоёв

    Песок крупный

    2

    0

    0

    1

    0

    759,387

    53,553

    10,711

    35 000

    0

    2

    24

    0,4

    0,960

    24

    729,012

    56,847

    11,369

    35 000

    0,408

    2

    48

    0,8

    0,800

    24

    607,510

    61,140

    12,228

    35 000

    0,367

    2

    72

    1,2

    0,606

    24

    460,189

    65,434

    13,087

    35 000

    0,293

    2

    96

    1,6

    0,449

    24

    340,965

    69,727

    13,945

    35 000

    0,220

    2

    120

    2,0

    0,336

    24

    255,154

    74,021

    14,804

    35 000

    0,164

    2

    144

    2,4

    0,257

    24

    195,162

    78,315

    15,663

    35 000

    0,124

    2

    160

    2,67

    0,219

    16

    166,306

    82,177

    16,435

    35 000

    0,066

    Супесь пластичная

    3

    170

    2,83

    0,198

    10

    150,359

    84,041

    16,808

    18 400

    0,069

    Песок мелкий

    3

    192

    3,2

    0,160

    22

    121,502

    87,055

    17,411

    25 000

    0,096

    3

    216

    3,6

    0,130

    24

    98,720

    89,354

    17,871

    25 000

    0,085

    3

    240

    4,0

    0,108

    24

    82,014

    91,653

    18,331

    25 000

    0,069

    3

    264

    4,4

    0,091

    24

    69,104

    93,952

    18,790

    25 000

    0,058

    3

    288

    4,8

    0,077

    24

    58,473

    96,251

    19,250

    25 000

    0,049

    3

    312

    5,2

    0,066

    24

    50,120

    98,551

    19,710

    25 000

    0,042

    3

    336

    5,6

    0,058

    24

    44,044

    100,850

    20,170

    25 000

    0,036

    3

    360

    6,0

    0,051

    24

    38,729

    103,149

    20,630

    25 000

    0,032

    3

    384

    6,4

    0,045

    24

    34,172

    105,448

    21,090

    25 000

    0,028

    3

    390

    6,5

    0,044

    6

    33,413

    106,023

    21,205

    25 000

    0,006

    Глина полутвердая

    4

    408

    6,8

    0,040

    18

    30,376

    130,555

    26,111

    21 000

    0,018

    4

    432

    7,2

    0,036

    24

    27,338

    135,263

    27,053

    21 000

    0,026

    4

    435

    7,25

    0,0357

    3

    27,110

    135,656

    27,131

    21 000

    0,003

    2,258

    Осадка основания:

    .

    Таким образом, нижняя граница сжимаемой (активной) зоны грунта (ВС) находится на глубине от подошвы фундамента, где.

    3.3.6 Расчет фундаментов по несущей способности

    Размеры фундамента 1,2×1,2 м. Высота фундамента сечение колонны 300×400.

    Рис. 3. 12. Схема и эпюры к расчету осадок фундамента

    Принимаем конструкцию фундамента с подколонником стаканного типа и плитой. Толщину стенок стакана поверху назначаем 225 мм (для фундаментов с армированной стаканной частью). Зазор между колонной и стаканом 50 мм. Т.к. размеры колонны мм, то размеры подколонника в плане:

    Принимаем одну ступень:

    Высота подколонника:

    Определяем глубину стакана:

    Размеры дна стакана в плане:

    Вынос ступени по формуле (3. 14):

    Конструктивная схема фундамента представлена на рис. 3. 13.

    Рис. 3. 13. Размеры фундамента

    Принимаем бетон класса Защитный слой бетона для арматуры подошвы 70 мм.

    Расчёт фундамента на продавливание колонной не требуется, т.к. пирамида продавливания охватывает плитную часть фундамента.

    Рассчитаем рабочую арматуру для плитной части фундамента.

    Определяем реактивное давление грунта по подошве фундамента от расчетных нагрузок:

    где — расчетная нагрузка.

    Определяем площадь сечения арматуры по формуле (3. 19):

    Изгибающий момент в плите центрально нагруженного фундамента определяем по формуле (3. 20):

    где Р — давление на грунт в зоне смятия;

    — вылет консоли фундамента.

    Сечение 1 — 1:

    Конструктивно устанавливаем 6 стержней с шагом 200 мм.

    Сечение 2 — 2:

    Конструктивно устанавливаем 6 стержней с шагом 200 мм.

    Армирование подколонника принимаем конструктивно арматурой Ш12 мм S400 с шагом 150 мм в продольном направлении и 200 мм в поперечном направлении.

    Поперечное армирование стенок стакана выполняем конструктивно в виде сварных плоских сеток с расположением стержней арматуры Ш8 мм S400 у наружных и внутренних поверхностей стенок. Расстояние между сетками 100 мм (см. рисунок 3. 14).

    Рис. 3. 14. Армирование фундамента

    4. Технико-экономическое сравнение вариантов

    1. Фундамент на естественном основании (рис. 4. 1):

    — земляные работы:;

    — устройство фундаментов:

    .

    Рис. 4.1. Определение объемов работ при устройстве фундамента на естественном основании

    2. Свайный фундамент (рис. 4. 2):

    — земляные работы:

    — забивка свай:

    — устройство ростверка:

    3. Фундамент на искусственном основании (рис. 4. 3):

    — земляные работы:

    — устройство песчаной подушки:

    — устройство фундаментов:.

    Рис. 4.2. Определение объемов работ при устройстве свайного фундамента

    Рис. 4.3. Определение объемов работ при устройстве фундамента на искусственном основании

    Технико-экономическое сравнение.

    Таблица 4.1. Фундамент на естественном основании

    Название работ

    Ед. изм

    Расценка на ед. изм.

    Объем работ

    Стоимость работ

    1

    Разработка грунта под фундаменты

    м3

    3,6+3,6×0,3+3,6×0,07=4,9

    89,80

    440,02

    2

    Устройство ж/б фундаментов

    м3

    31,0

    2,15

    66,65

    У

    506,67

    Таблица 4.2. Свайный фундамент

    Название работ

    Ед. изм

    Расценка на ед. изм.

    Объем работ

    Стоимость работ

    1

    Разработка грунта под фундаменты

    м3

    4,9

    58,64

    287,33

    2

    Забивка ж/б свай

    м3

    88,4

    1,62

    143,21

    3

    Устройство ж/б ростверков

    м3

    31,0

    0,81

    25,11

    У

    455,65

    Таблица 4.3. Фундамент на искусственном основании

    Название работ

    Ед. изм

    Расценка на ед. изм.

    Объем работ

    Стоимость работ

    1

    Разработка грунта под фундаменты

    м3

    4,9

    353,15

    1730,44

    2

    Устройство песчаной подушки

    м3

    7,2

    58,97

    424,58

    3

    Устройство ж/б фундаментов

    м3

    31,0

    1,05

    32,55

    У

    2187,57

    Вывод: наиболее экономичным является второй вариант — свайный фундамент.

    фундамент свайный строительство

    5. Расчет фундаментов на ЭВМ

    Таблица 5.1. Расчет фундаментов на ЭВМ проводим с использованием программы «Конструктор зданий».

    5.1 Расчет свайных фундаментов в сечении 5 — 5

    Рис. 5.1. Сечение 5 — 5

    На фундамент в сечении 5 — 5 действует нагрузка. Расчетное сечение выполняется по скважине № 1.

    Глубина заложения.

    Ширина ростверка, высота 400 мм, длина

    Принимаем 4 фундаментных блока ФБС24.6.6 и 1 фундаментный блок ФБС12.6.3.

    В данном сечении устанавливаем 3 сваи С40. 30−3, сечением 300×300 мм и длиной 4 м.

    Расчетная нагрузка на сваю

    Усилия в ростверке:

    1) вдоль:

    — момент на опоре

    — момент в пролете

    — поперечная сила

    2) поперек:

    — момент

    — поперечная сила

    Осадка сваи — 0,02 см.

    Забивка свай производится трубчатым дизель-молотом с водяным охлаждением С-1047.

    Отказ сваи — 2,5 см.

    При армировании ростверка и свай используется бетон класса и арматура класса S400.

    Рис. 5.2. Армирование ростверка

    5.2 Расчет свайных фундаментов в сечении 8 — 8

    Рис. 5.3. Сечение 8 — 8

    На фундамент в сечении 8 — 8 действует нагрузка. Расчетное сечение выполняется по скважине № 3.

    Глубина заложения.

    Ширина ростверка, высота 400 мм, длина

    Принимаем 4 фундаментных блока ФБС24.6.6 и 1 фундаментный блок ФБС12.6.3.

    В данном сечении устанавливаем 2 сваи С40. 30−3, сечением 300×300 мм и длиной 4 м.

    Расчетная нагрузка на сваю

    Усилия в ростверке:

    1) вдоль:

    — момент на опоре

    — момент в пролете

    — поперечная сила

    2) поперек:

    — момент

    — поперечная сила

    Осадка сваи — 0,13 см.

    Забивка свай производится трубчатым дизель-молотом с водяным охлаждением С-1047.

    Отказ сваи — 2,0 см.

    При армировании ростверка и свай используется бетон класса и арматура класса S400.

    Рис. 5.4. Армирование ростверка

    6. Технология производства работ

    Строительству объекта предшествует инженерная подготовка площадки. В состав этих процессов в общем случае входят расчистка территории площадки, отвод поверхностных и грунтовых вод, создание геодезической разбивочной сетки.

    Далее производят разбивку котлованов и привязывают их с строительному генеральному плану. После этого вокруг будущего котлована, на расстоянии 2−3м от его бровки параллельно основным разбивочным осям устраивают обноску.

    Разрабатывают грунт экскаваторами на проектную глубину. Выполняют крепление стенок деревянными щитами с опорными стойками. Опорные стойки крепят с помощью металлических оттяжек или деревянными схватками с анкерными сваями, забиваемых за пределами призмы обрушения.

    Для устройства вводов в здание коммуникаций, а также уменьшения типоразмеров фундаментных стеновых блоков, в стенах фундаментов оставляют проёмы длиной не более 0,6 м, которые при необходимости заполняются кирпичом или бетоном. Проёмы по углам здания не допускаются.

    Затем выполняют гидроизоляционные работы. Обмазочную гидроизоляцию из горячих битумов наносят на внешнюю сторону фундаментных стен. Слои наносят за 2−3 приёма, чтобы перекрыть все пропущенные места предыдущих слоёв. Затем рулонными гидроизоляционными материалами изолируют цоколь здания от стен. Рубероидный ковёр наклеивают на битумной мастике.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой