Загрузил dylenov.ayur

Курсовой проект по основаниям и фундаментам

Реклама
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Дальневосточный федеральный университет»
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ШКОЛА)
Инженерный департамент
Инженерно-строительное отделение
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Основания и фундаменты»
по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство»
шифр и название направления
профиль «Промышленное и гражданское строительство»
Выполнил студент гр.
Проверил старший преподаватель
____________________
________________________________
оценка
г. Владивосток
2021
Оглавление
Введение ........................................................................................................................... 3
Расчетно-конструктивная часть ..................................................................................... 4
Оценка геологических и гидрогеологических условий строительной
площадки ............................................................................................................................................ 4
1.
1.1 Наименование грунтов. Классификация грунтов по ГОСТ 25100-2011 ........................ 4
1.2 Определение физико-механических характеристик грунтов .......................................... 5
1.3 Грунтовые воды, их влияние на выбор типа и конструкции фундамента ..................... 6
1.4 Нормативное промерзание сезонных грунтов .................................................................. 6
1.5 Описание геологического разреза. Оценка грунтовых условий строительной
площадки. Выбор варианта фундамента. ............................................................................................. 8
1.6 Посадка здания с вертикальной привязкой ....................................................................... 9
Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения на естественном
основании ....................................................................................................................... 10
2.
2.1 Глубина заложения фундаментов..................................................................................... 10
2.2 Определение габаритных размеров фундаментов по расчетным сечениям. .................. 11
2.3 Расчет осадок фундаментов .............................................................................................. 28
2.4 Конструирование фундаментов ........................................................................................ 36
3.
Расчет и конструирование свайных фундаментов ............................................ 37
3.1 Выбор типа, вида, размеров свай и назначение габаритов ростверка. ......................... 37
3.2 Определение несущей способности и расчетной нагрузки свай. .................................. 37
3.3 Определение числа свай в свайном фундаменте и проверка по I группе предельных
состояний 39
3.4 Проверка напряжений в свайном основании по П группе предельных состояний (по
подошве условного свайного фундамента) ....................................................................................... 42
3.5 Расчет осадок свайных фундаментов ............................................................................... 48
3.6 Подбор оборудования для погружения свай. Определение расчетного отказа свай .. 49
3.7 Конструирование свайных фундаментов ........................................................................ 51
4.
Рекомендации по производству работ и устройству гидроизоляции ................ 52
Заключение..................................................................................................................... 55
Список используемой литературы .............................................................................. 56
2
Введение
Цель данного курсового проекта – проектирование и расчет фундаментов для
жилого дома с несущими конструкциями из наружных и внутренних продольных
кирпичных стен.
Исходные данные:
Жилой девятиэтажный дом. Размеры в плане 75,6х12 м. Высота этажа – 3 м.
Несущие конструкции – наружные и внутренние продольные кирпичные стены.
Толщина наружных стен: верхних этажей 51 см, пяти нижних этажей 64 см, толщина
внутренних стен 38 см. Перекрытия – сборный железобетонный многопустотных
настил. Крыша односкатная совмещенная из сборного железобетонного настила.
За плоскость обреза фундамента принята спланированная поверхность земли,
в подвале – пол подвала.
Здание в осях 1–5 имеет подвал. Отметка пола подавала – 2,20 м. Отметка пола
первого этажа 0,00 м на 1,0 м выше отметки спланированной поверхности земли.
Место строительства – г. Владивосток. Заданы отметка природного рельефа NL –
68,8 м, отметка планировки DL – 68,5 м и отметка уровня грунтовых вод WL – 64,9
м.
Также
известны
инженерно-геологические
условия,
физические
характеристики грунтов и их гранулометрический состав.
В ходе разработки курсового проекта необходимо рассчитать два типа
фундаментов: мелкого заложения и свайный.
3
Расчетно-конструктивная часть
1. Оценка геологических и гидрогеологических условий
строительной площадки .
Наименование грунтов. Классификация грунтов по ГОСТ 25100-
1.1
2011
Классификация грунтов проводится по ГОСТ 25100-2011. По выданным
основным физическим характеристикам грунта определяются классификационные
показатели.
Разновидность глинистого грунта определяется по числу пластичности Ip и по
показателю текучести IL (консистенции грунта).
Первый слой грунта – растительный, наименование не определяется.
Второй слой относится к песчаным грунтам.
2,8+9,5+63,7=76% > 75% - мелкий песок.
Коэффициент пористости:
e=
𝜌𝑠 ∗(1+𝑊)
𝜌
− 1,где ρs - плотность частиц грунта, г/см,W - природная
влажность грунта, ρ – плотность грунта.
e=
2,65∗(1+0,18)
1,88
− 1 = 0,66, песок средней плотности , т.к. 0,60<0,66⩽0,75
Показатель водонасыщения:
Sr=
𝑝𝑠∗𝑊
𝑒∗𝑝𝑤
, где где w - природная влажность грунта,e - коэффициент пористости,
ρs - плотность частиц грунта, г/см, ρw - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см.
Sr=
2,65∗0,18
0,66∗1
=0,72 – средней степени водонасыщения, т.к. 0,5<0,72⩽0,8
Наименование грунта: песок мелкий, средней плотности, средней степени
водонасыщения.
Третий слой относится к глинистым грунтам. Вычисляем число пластичности
Ip и показатель текучести IL.
Число пластичности: Ip=wL-wp, где wp – влажность на границе раскатывания,
wL- влажность на границе текучести, %.
Ip=0,43 − 0,23=0,2 или 20% – глина, т.к. входит в пределы Ip >17.
4
Показатель текучести:
𝑊−𝑊𝑝
IL=
WL−Wp
, где w- природная влажность грунта,wp
–
влажность на границе
раскатывания,wL- влажность на границе текучести, %.
IL =
0,34−0,23
=0,55,следовательно, глина мягкопластичная, т.к. 0,50 < IL ⩽ 0,75.
0,43−0,23
Коэффициент пористости:
e=
𝜌𝑠 ∗(1+𝑊)
𝜌
− 1,где ρs - плотность частиц грунта, г/см,W - природная
влажность грунта, ρ – плотность грунта.
e=
2,76∗(1+0,34)
1,94
− 1 = 0,91
Наименование грунта: глина мягкопластичная.
Четвертый слой относится к глинистым грунтам. Вычисляем число
пластичности Ip и показатель текучести IL.
Число пластичности:
Ip=wL-wp
Ip=0,42-0,24=0,18 или 18% - глина, т.к. Ip >17
Показатель текучести:
IL=
𝑊−𝑊𝑝
WL−Wp
,где w - природная влажность грунта,wp
–
влажность на границе
раскатывания,wL- влажность на границе текучести, %.
I L=
0,26−0,24
0,42−0,24
= 0,11,следовательно, глина полутвердая, т.к. 0 <IL ⩽ 0,25.
Коэффициент пористости:
e=
𝜌𝑠 ∗(1+𝑊)
𝜌
− 1,где ρs - плотность частиц грунта, г/см ,w - природная
влажность грунта, ρ – плотность грунта.
e=
2,72∗(1+0,26)
2,08
− 1 = 0,65
Наименование грунта: глина полутвердая.
1.2
Определение физико-механических характеристик грунтов
Нормативные значения механических характеристик: угла внутреннего
трения φn, удельного сцепления cn, модуля деформации Е определяются по
5
таблицам СП 22.13330.2016. При необходимости требуемые характеристики нужно
интерполировать.
Таблица 1 – Физико-механические характеристики грунтов
1
2
3
4
PS,
г/см
Растительный
слой
Песок
мелкий,
средней
плотности,
средней
степени
насыщения
Глина
мягкопластич
ная
Глина
полутвердая
1.3
Механические
характеристики
Физические характеристики
Название
грунта по
№
ГОСТ 25100.
2011
W
e
Sr
WL
Wp
3
P,
г/см3
-
1,60
-
-
-
-
-
2,65
1,88
0,18
0,66
0,72
0
2,76
1,94
0,34
0,91
-
2,72
2,08
0,26
0,65
-
Ip,
IL
ꝕn°
Cn
E
-
-
-
-
-
0
-
-
31,6
1,8
27
0,43
0,23
20
0,55
10,8
34,2
10,2
0,42
0,24
18
0,11
20
68
24
%
Грунтовые воды, их влияние на выбор типа и конструкции
фундамента
Грунтовые воды вскрыты на отметке WL=64,9 м, расстояние до грунтовых
вод составляет dw=3,6 м.
Грунтовые воды не агрессивные и не напорные.
Основной упор современных технологий работ по гидроизоляции делается на
применение эластичных обмазочных материалов, полимерных изолирующих
материалов, пенетрирующих составов.
1.4
Нормативное промерзание сезонных грунтов
Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов (среднее за срок более
10 лет значение максимальных глубин промерзания грунтов на открытой площадке)
определяется по формуле:
𝑑𝑓𝑛 = 𝑑0 ∙ √М𝑡 ,
(1)
6
где 𝑑0 – величина, принимаемая равной 0,28 м;
𝑀𝑡 = ∑|𝑡| – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных
значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе,
принимаемых по СП 131.13330.2012, а при отсутствии в нем данных для
конкретного пункта или района строительства — по результатам наблюдений
гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом
строительства. Место строительства – город Владивосток.
Таблица 2-Отрицательные температуры за год в г.Владивостоке
I
-12,6
II
-9,1
III
-2,1
XI
-0.9
XII
-9.5
𝑑𝑓𝑛 =0,28*√34,2 = 1,64 м.
7
1.5
Описание геологического разреза. Оценка грунтовых условий
строительной площадки. Выбор варианта фундамента.
Рисунок 1-Геологический разрез
Строительная площадка представлена слоистым напластованием грунтов.
Залегание пластов согласное и выдержанное, что благоприятно для строительства,
уклон площадки малый i=1%.
Грунтовые воды вскрыты между слоев супесь пластичная и песок пылеватый,
средней плотности, насыщенный водой и расположены на отметке WL=64,9 м.
8
Расстояние до грунтовых вод составляет dw=3,6 м. Грунтовые воды не
агрессивные и не напорные.
Оценка грунтовых условий:
Первым с поверхности залегает растительный слой, мощностью 0,3 м,
который срезается и увозиться.
Под растительным слоем залегает песок мелкий, средней плотности, средней
степени водонасыщения, мощностью 2,5 м. По качеству грунт надежный и средне
деформируемый, т.к. 10МПа<Е<50МПа.
Песок мелкий, средней плотности, средней степени водонасыщения
подстилается слоем глины мягкопластичной, мощностью 6,7 м. По качеству грунт
средний, т.к. IL=0,55, средне деформируемый, т.к. 10МПа<Е<50МПа.
Под слоем глины мягкопластичной залегает глина полутвердая, мощностью
6,9 м. По качеству грунт надежный, т.к. IL=0,11<0,3, средне деформируемый, т.к.
10МПа<Е<50МПа.
Основанием для фундаментов мелкого заложения назначаю второй слой песок мелкий, средней плотности, средней степени водонасыщения. Для свайных
фундаментов назначаю четвертый слой - глина полутвердая.
1.6
Посадка здания с вертикальной привязкой
Абсолютная отметка строительной площадки DL=68,5 м, соответствует
относительной отметке – 1,0 м.
9
2. Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения на
естественном основании
2.1 Глубина заложения фундаментов
Расчетная глубина сезонного промерзания грунтов определяется по формуле:
𝑑𝑓 = 𝑘ℎ ∙ 𝑑𝑓𝑛 ,
(2)
где kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения,
dfn – нормативная глубина сезонного промерзания грунтов
df= 0,7*1,64=1,15 м – без подвала
df= 0,7*1,64=1,15 м – с подвалом
dw=3,60 м> df+2 м
dw=3,60 м>3,15 м
Глубина заложения фундаментов в зависимости от глубины расположения
уровня подземных вод dw = 3,60 м, при 𝑑𝑤 > 𝑑𝑓 + 2, назначаю не менее 𝑑𝑓 = 1,15 м.
10
2.2 Определение габаритных размеров фундаментов по расчетным сечениям.
Ось А-внешняя стена без подвала
Рисунок 2 – Расчетная схема фундамента по оси А (без подвала)
Расчёт ведётся по II группе предельных состояний.
Уравнение давления Р по подошве фундамента определяется по формуле (3):
𝑁0𝐼𝐼
𝑃=
+ 𝑑 ∙ 𝛾𝑚𝑡 ,
𝐴
(3)
где P – нагрузка по подошве фундамента, 𝑁0𝐼𝐼 - заданная нагрузка на
фундамент, b- ширина подошвы фундамента, d - глубина заложения фундамента,
ɣ𝑚𝑡 -коэффициент, учитывающий разницу удельных весов материалов фундамента и
грунта на уступах фундамента и равный 1.( ɣ𝑚𝑡 =20кН/м.)
𝑁0𝐼𝐼 =(𝑁пост. +𝑁времен. ) ∗ ɣ𝑓 , где ɣ𝑓 = 1
11
𝑁0𝐼𝐼 =(358 + 21) ∗ 1 =379 (кН/м)
Р=
379
𝑏
379
+1,4*20=
b
Р
1
407
𝑏
+28
2
217,5
3
154,3
Считаем среднее с:
𝑐ср =
∑ с𝑖 ∗ℎ𝑖
∑ ℎ𝑖
= 𝑐𝐼𝐼
𝑐ср = 𝑐2 = 1,8 кПа = 𝑐𝐼𝐼
Считаем среднее 𝜑:
𝜑ср =
∑ 𝜑𝑖 ∗ ℎ𝑖
∑ ℎ𝑖
𝜑ср = 𝜑2 = 31,6°
Расчётное сопротивление грунта основания определяется по формуле (4):
𝑅=
𝛾𝑐1 ∙𝛾𝑐2
𝑘
∙ [𝑀𝛾 ∙ 𝑘𝑧 ∙ 𝑏 ∙ 𝛾𝐼𝐼 + 𝑀𝑞 ∙ 𝑑1 ∙ 𝛾𝐼𝐼′ + (𝑀𝑞 − 1) ∙ 𝑑𝑏 ∙ 𝛾𝐼𝐼′ + 𝑀𝑐 ∙ 𝑐𝐼𝐼 ] (4)
где 𝛾𝑐1, 𝛾𝑐2 − коэффициент условия работы грунтов, учитывающие
особенности работы разных типов грунтов в основании фундаментов, определяется
по СП [1, таб. 5.4];
𝛾𝑐1 = 1,3;
𝛾𝑐2 = 1,204. Для песка мелкого, средней плотности, средней
степени водонасыщения.
𝑘 − коэффициент, принимаемый равным 1, если физико-механические
характеристики грунтов определены непосредственными лабораториями
испытаниями, коэффициент равен 1,1, если физико-механические характеристики
грунтов определены по таблицам СП [1, прил. Б];
𝑘 = 1,1
𝑀𝑦 , 𝑀𝑞 , 𝑀𝑐 − коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта
(𝜑), залегающего в пределах одного метра под подошвой фундамента;
12
𝑀𝛾 = 1,3; 𝑀𝑞 = 6,184; 𝑀𝑐 = 8,426
𝑘𝑧 = 1, т.к. ширина фундамента 𝑏 < 10 м.
𝛾𝐼𝐼, 𝛾𝐼𝐼 ′ - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов,
залегающих соответственно ниже и выше подошвы фундамента (при наличии
подземных вод определяется с учётом взвешивающего действия воды).
𝛾2 = 18,8 кН⁄м3 = 𝛾𝐼𝐼
𝛾ср =
18,8 кН/м3 ∗ 0.3м + 18,8 кН/м3 ∗ 1.1м
кН
= 18,8
= 𝛾 ′ 𝐼𝐼
0,3м + 1,1м
м3
𝑑1 − для бесподвальной части – глубина заложения:
𝑑1 = 1,4 м
𝑐𝐼𝐼 − расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего
непосредственно под подошвой фундамента;
𝑐𝐼𝐼 = 1,8 кПа.
R=
1.3∗1.204
1.1
∗ [1,3 ∗ 1 ∗ 𝑏 ∗ 18,8 + 6,184 ∗ 1,4 ∗ 18,8 + 8,426 ∗ 1,8] = 34,776 ∗ b +
253,177
b
R
1
2
3
287,953 322,729 357,505
Далее графическим методом подбираем площадь подошвы фундамента.
Так как давление под подошвой фундамента р𝐼𝐼 зависит от размеров площади
подошвы, то этот размер подбирается методом последовательных приближений по
условию;
р𝐼𝐼 ≤ R.
13
По полученным значениям р𝐼𝐼 в зависимости от b строится график 𝑝𝐼𝐼 = f(b)
(рис. 3) в выбранном масштабе.
По полученным двум значениям R в зависимости от b строится график R=f(b)
(рис. 3).
Рисунок 3–Подбор ширины подошвы фундамента графоаналитическим методом
Подбираем фундамент ФЛ 12.12: b = 1,2 м; l = 1,18 м; h=0,3 м. ФБС 12.6.6
Проверка по внешней стене без подвала (ось А)
1) P<R;
2) Коэффициент недогруза ∆=
R=
1.3∗1.204
1.1
𝑅−𝑃
𝑅
∗ 100%;
∗ [1,3 ∗ 1 ∗ 1,2 ∗ 18,8 + 6,184 ∗ 1,4 ∗ 18,8 + 8,426 ∗ 1,8] = 294,399 кПа
𝑁𝑓𝐼𝐼 =Nфбс+NФЛ=1,9 ∗
0,96∗10
1,2
+
0,879∗10
1,2
= 22,525 кН
𝑁𝑔𝐼𝐼 =Vg*ɣ𝐼𝐼 =2*(bg*hg*1)* ɣ′′
𝐼𝐼 =2*(0,3*1,1*1)*18,8=12,408 кН
14
𝑁0𝐼𝐼 + 𝑁𝑓𝐼𝐼 + 𝑁𝑔𝐼𝐼
P=
𝐴
,где 𝑁0𝐼𝐼 – заданная нагрузка на фундамент; 𝑁𝑓𝐼𝐼 – вес фундамента;
𝑁𝑔𝐼𝐼 – вес грунта на уступах фундамента во II п.с.;
А=b*1п.м=1,2 м2
379+ 22,525+ 12,408
P=
1,2
=344,944 кПа
1)P>R
344,944−294,399
2) ∆=
344,944
∗ 100%=14,6 %, следовательно принимаем фундамент
ФЛ 12.12; ФБС 12.6.6.
Ось А- внешняя стена с подвалом
Рисунок 4 – Расчетная схема фундамента оси А (с подвалом)
𝑁пост. = 358,0 + 16,0 = 374 (кН/м);
𝑁врем. = 21,0 + 2,0 = 23 (кН/м);
𝑁0𝐼𝐼 =(374 + 23) ∗ 1 =397 (кН/м)
Расчёт ведётся по II группе предельных состояний.
15
Уравнение давления Р по подошве фундамента определяется по формуле (3).
397
Р=
b
Р
𝑏
397
+0,8*20=
1
413
2
214,5
𝑏
+16
3
148,3
Так как рабочая зона Z выходит на следующий слой, то берем усреднённые значения
с, 𝜑.
Следовательно, считаем среднее с:
𝑐ср =
c2∗h1+c3∗h2
h1+h2
1,8∗0,5+34,2∗0,5
=
0,5+0,5
=18 кПа=𝑐𝐼𝐼
Следовательно, считаем среднее 𝜑:
𝜑ср =
𝜑2∗h1+𝜑3∗h2
31,6∗0,5+10,8∗0,5
𝜑1+𝜑2
0,5+0,5
=
=21,2
𝑀𝑦 , 𝑀𝑞 , 𝑀𝑐 − коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта
(𝜑), залегающего в пределах одного метра под подошвой фундамента;
𝑀𝛾 = 0,57; 𝑀𝑞 = 3,28; 𝑀𝑐 = 5,88
𝑘𝑧 = 1, т.к. ширина фундамента 𝑏 < 10 м.
𝛾𝐼𝐼, 𝛾𝐼𝐼 ′ - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов,
залегающих соответственно ниже и выше подошвы фундамента (при наличии
подземных вод определяется с учётом взвешивающего действия воды).
𝛾2 = 18,8 кН⁄м3
𝛾3 = 19,4 кН⁄м3
𝛾ср =
18,8 кН/м3 ∗ 0,5м + 19,4 кН/м3 ∗ 0,5м
кН
= 19,1
= 𝛾𝐼𝐼
0,5м + 0,5м
м3
𝛾𝐼𝐼′ = 18,8 кН⁄м3
𝑑1 − для бесподвальной части – глубина заложения, если есть подвал:
𝑑1 = ℎ𝑠 + ℎ𝑐𝑓 ∙
𝛾𝑐𝑓
,
𝛾𝐼𝐼′
16
где ℎ𝑠 − толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны
подвала (0,7 м);
ℎ𝑐𝑓 − толщина конструкции пола подвала (0,1м);
𝛾𝑐𝑓 − расчётное значение удельного веса конструкции подвала (22 кН/м2);
𝑑1 = 0,7 + 0,1 ∙
22,00
= 0,817 м
18,8
𝑑𝑏 − глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала;
𝑑𝑏 = 1,2 м
𝑐𝐼𝐼 = 18 кПа.
R=
1.3∗1.204
1.1
∗ [0,57 ∗ 1 ∗ 𝑏 ∗ 19,1 + 3,28 ∗ 0,817 ∗ 18,8 + (3,28 − 1) ∗ 1,2 ∗ 18,8 +
5,88 ∗ 18] = 16,771 ∗ b + 295,476
b
R
1
312,2
2
329
3
345,7
Далее графическим методом подбираем площадь подошвы фундамента.
Так как давление под подошвой фундамента р𝐼𝐼 зависит от размеров площади
подошвы, то этот размер подбирается методом последовательных приближений по
условию;
р𝐼𝐼 ≤ R.
По полученным значениям р𝐼𝐼 в зависимости от b строится график 𝑝𝐼𝐼 = f(b)
(рис. 5) в выбранном масштабе.
По полученным двум значениям R в зависимости от b строится график R=f(b)
(рис. 5).
17
Рисунок 5 – Подбор ширины подошвы фундамента графоаналитическим методом
Подбираем фундамент ФЛ 14.12: b = 1,4 м; l = 1,18 м; h=0,3м; ФБС 12.6.6
Проверка по внешней стене с подвалом (ось А)
1)P<R;
2)Коэффициент недогруза ∆=
d1=hs+hcf*
∗ 100%;
ɣ′𝐼𝐼
22
18,8
1.3∗1.204
1.1
𝑅
ɣ𝑐𝑓
d1=0,7+0,1*
R=
𝑅−𝑃
=0,817 м
∗ [0,57 ∗ 1 ∗ 1,4 ∗ 19,1 + 3,28 ∗ 0,817 ∗ 18,8 + (3,28 − 1) ∗ 1,2 ∗
18,8 + 5,88 ∗ 18] = 318,955 кПа
𝑁0𝐼𝐼 + 𝑁𝑓𝐼𝐼 + 𝑁𝑔𝐼𝐼
P=
𝐴
𝑁𝑓𝐼𝐼 =Nфбс+NФЛ=0,6 ∗
0,96∗10
1,2
+
1,01∗10
1,2
= 13,216 кН
18
𝑁𝑔𝐼𝐼 =Vg*ɣ𝐼𝐼 =2*(bg*hg*1)* ɣ′′
𝐼𝐼 =2*(0,4*0,4*1)*18,8=6,016 кН
P=
397+ 14,925+ 7,52
1,4
=297,308 кПа
1)P<R
318,955−297,308
2)∆=
318,955
∗ 100%=6,7% , следовательно принимаем фундамент
ФЛ 14.12; ФБС 12.6.6
Ось Б-внешняя стена без подвала
Рисунок 2 – Расчетная схема фундамента по оси Б (без подвала)
Расчёт ведётся по II группе предельных состояний.
Уравнение давления Р по подошве фундамента определяется по формуле (3):
𝑁0𝐼𝐼
𝑃=
+ 𝑑 ∙ 𝛾𝑚𝑡 ,
𝐴
(3)
где P – нагрузка по подошве фундамента, 𝑁0𝐼𝐼 - заданная нагрузка на
фундамент, b- ширина подошвы фундамента, d - глубина заложения фундамента,
19
ɣ𝑚𝑡 -коэффициент, учитывающий разницу удельных весов материалов фундамента и
грунта на уступах фундамента и равный 1.( ɣ𝑚𝑡 =20кН/м.)
𝑁0𝐼𝐼 =(𝑁пост. +𝑁времен. ) ∗ ɣ𝑓 , где ɣ𝑓 = 1
𝑁0𝐼𝐼 =(433 + 42) ∗ 1 =475 (кН/м)
Р=
475
𝑏
475
+1,4*20=
b
Р
1
503
𝑏
+28
2
265,5
3
186,3
Считаем среднее с:
𝑐ср =
∑ с𝑖 ∗ℎ𝑖
∑ ℎ𝑖
= 𝑐𝐼𝐼
𝑐ср = 𝑐2 = 1,8 кПа = 𝑐𝐼𝐼
Считаем среднее 𝜑:
𝜑ср =
∑ 𝜑𝑖 ∗ ℎ𝑖
∑ ℎ𝑖
𝜑ср = 𝜑2 = 31,6°
Расчётное сопротивление грунта основания определяется по формуле (4):
𝑅=
𝛾𝑐1 ∙𝛾𝑐2
𝑘
∙ [𝑀𝛾 ∙ 𝑘𝑧 ∙ 𝑏 ∙ 𝛾𝐼𝐼 + 𝑀𝑞 ∙ 𝑑1 ∙ 𝛾𝐼𝐼′ + (𝑀𝑞 − 1) ∙ 𝑑𝑏 ∙ 𝛾𝐼𝐼′ + 𝑀𝑐 ∙ 𝑐𝐼𝐼 ] (4)
где 𝛾𝑐1, 𝛾𝑐2 − коэффициент условия работы грунтов, учитывающие
особенности работы разных типов грунтов в основании фундаментов, определяется
по СП [1, таб. 5.4];
𝛾𝑐1 = 1,3;
𝛾𝑐2 = 1,204. Для песка мелкого, средней плотности, средней
степени водонасыщения.
𝑘 − коэффициент, принимаемый равным 1, если физико-механические
характеристики грунтов определены непосредственными лабораториями
20
испытаниями, коэффициент равен 1,1, если физико-механические характеристики
грунтов определены по таблицам СП [1, прил. Б];
𝑘 = 1,1
𝑀𝑦 , 𝑀𝑞 , 𝑀𝑐 − коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта
(𝜑), залегающего в пределах одного метра под подошвой фундамента;
𝑀𝛾 = 1,3; 𝑀𝑞 = 6,184; 𝑀𝑐 = 8,426
𝑘𝑧 = 1, т.к. ширина фундамента 𝑏 < 10 м.
𝛾𝐼𝐼, 𝛾𝐼𝐼 ′ - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов,
залегающих соответственно ниже и выше подошвы фундамента (при наличии
подземных вод определяется с учётом взвешивающего действия воды).
𝛾2 = 18,8 кН⁄м3 = 𝛾𝐼𝐼
𝛾 ′ 𝐼𝐼 =
18,8 кН/м3 ∗ 0.3м + 18,8 кН/м3 ∗ 1.1м
кН
= 18,8
0,3м + 1,1м
м3
𝑑1 − для бесподвальной части – глубина заложения:
𝑑1 = 1,4 м
𝑐𝐼𝐼 − расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего
непосредственно под подошвой фундамента;
𝑐𝐼𝐼 = 1,8 кПа.
R=
1.3∗1.204
1.1
∗ [1,3 ∗ 1 ∗ 𝑏 ∗ 18,8 + 6,184 ∗ 1,4 ∗ 18,8 + 8,426 ∗ 1,8] = 34,776 ∗ b +
253,177
b
R
1
2
3
287,953 322,729 357,505
Далее графическим методом подбираем площадь подошвы фундамента.
21
Так как давление под подошвой фундамента р𝐼𝐼 зависит от размеров площади
подошвы, то этот размер подбирается методом последовательных приближений по
условию;
р𝐼𝐼 ≤ R.
По полученным значениям р𝐼𝐼 в зависимости от b строится график 𝑝𝐼𝐼 = f(b)
(рис. 3) в выбранном масштабе.
По полученным двум значениям R в зависимости от b строится график R=f(b)
(рис. 3).
Рисунок 3–Подбор ширины подошвы фундамента графоаналитическим методом
Подбираем фундамент ФЛ 20.12: b = 2 м; l = 1,18 м; h=0,5 м. ФБС 12.6.6., так
как высота увеличилась, значит глубина заложения увеличилась d=1,6м.
Проверка по внешней стене без подвала (ось Б)
1) P<R;
2) Коэффициент недогруза ∆=
𝑅−𝑃
𝑅
∗ 100%;
22
R=
1.3∗1.204
1.1
∗ [1,3 ∗ 1 ∗ 2 ∗ 18,8 + 6,184 ∗ 1,6 ∗ 18,8 + 8,426 ∗ 1,8]= 322,729 кПа
𝑁𝑓𝐼𝐼 =Nфбс+NФЛ=1,9 ∗
0,96∗10
1,2
+
2,44∗10
1,2
= 35,533 кН
𝑁𝑔𝐼𝐼 =Vg*ɣ𝐼𝐼 =2*(bg*hg*1)* ɣ′′
𝐼𝐼 =2*(0,7*1,1*1)*18,8=28,952 кН
𝑁0𝐼𝐼 + 𝑁𝑓𝐼𝐼 + 𝑁𝑔𝐼𝐼
P=
𝐴
,где 𝑁0𝐼𝐼 – заданная нагрузка на фундамент; 𝑁𝑓𝐼𝐼 – вес фундамента;
𝑁𝑔𝐼𝐼 – вес грунта на уступах фундамента во II п.с.;
А=b*1п.м=2 м2
475+ 35,533+ 28,952
P=
2
=279,562 кПа
1)P<R
322,729−279,562
2) ∆=
322,729
∗ 100%=13,3%, следовательно принимаем фундамент
ФЛ 20.12; ФБС 12.6.6.
23
Ось Б- внешняя стена с подвалом
Рисунок 4 – Расчетная схема фундамента оси А (с подвалом)
𝑁пост. = 433,0 + 26,0 = 459 (кН/м);
𝑁врем. = 42,0 + 4,0 = 46 (кН/м);
𝑁0𝐼𝐼 =(459 + 46) ∗ 1 =505 (кН/м)
Расчёт ведётся по II группе предельных состояний.
Уравнение давления Р по подошве фундамента определяется по формуле (3).
505
Р=
b
Р
𝑏
505
+0,8*20=
1
521
2
268,5
𝑏
+16
3
184,3
Так как рабочая зона Z выходит на следующий слой, то берем усреднённые значения
с, 𝜑.
Следовательно, считаем среднее с:
𝑐ср =
c2∗h1+c3∗h2
h1+h2
=
1,8∗0,5+34,2∗0,5
0,5+0,5
=18 кПа=𝑐𝐼𝐼
Следовательно, считаем среднее 𝜑:
24
𝜑ср =
𝜑2∗h1+𝜑3∗h2
31,6∗0,5+10,8∗0,5
𝜑1+𝜑2
0,5+0,5
=
=21,2
𝑀𝑦 , 𝑀𝑞 , 𝑀𝑐 − коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта
(𝜑), залегающего в пределах одного метра под подошвой фундамента;
𝑀𝛾 = 0,57; 𝑀𝑞 = 3,28; 𝑀𝑐 = 5,88
𝑘𝑧 = 1, т.к. ширина фундамента 𝑏 < 10 м.
𝛾𝐼𝐼, 𝛾𝐼𝐼 ′ - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов,
залегающих соответственно ниже и выше подошвы фундамента (при наличии
подземных вод определяется с учётом взвешивающего действия воды).
𝛾2 = 18,8 кН⁄м3
𝛾3 = 19,4 кН⁄м3
𝛾ср =
18,8 кН/м3 ∗ 0,5м + 19,4 кН/м3 ∗ 0,5м
кН
= 19,1
= 𝛾𝐼𝐼
0,5м + 0,5м
м3
𝛾𝐼𝐼′ = 18,8 кН⁄м3
𝑑1 − для бесподвальной части – глубина заложения, если есть подвал:
𝑑1 = ℎ𝑠 + ℎ𝑐𝑓 ∙
𝛾𝑐𝑓
,
𝛾𝐼𝐼′
где ℎ𝑠 − толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны
подвала (0,7 м);
ℎ𝑐𝑓 − толщина конструкции пола подвала (0,1м);
𝛾𝑐𝑓 − расчётное значение удельного веса конструкции подвала (22 кН/м2);
𝑑1 = 0,7 + 0,1 ∙
22,00
= 0,817 м
18,8
𝑑𝑏 − глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала;
25
𝑑𝑏 = 1,2 м
𝑐𝐼𝐼 = 18 кПа.
R=
1.3∗1.204
1.1
∗ [0,57 ∗ 1 ∗ 𝑏 ∗ 19,1 + 3,28 ∗ 0,817 ∗ 18,8 + (3,28 − 1) ∗ 1,2 ∗ 18,8 +
5,88 ∗ 18] = 16,771 ∗ b + 295,476
b
R
1
312,2
2
329
3
345,7
Далее графическим методом подбираем площадь подошвы фундамента.
Так как давление под подошвой фундамента р𝐼𝐼 зависит от размеров площади
подошвы, то этот размер подбирается методом последовательных приближений по
условию;
р𝐼𝐼 ≤ R.
По полученным значениям р𝐼𝐼 в зависимости от b строится график 𝑝𝐼𝐼 = f(b)
(рис. 5) в выбранном масштабе.
По полученным двум значениям R в зависимости от b строится график R=f(b)
(рис. 5).
26
Рисунок 5 – Подбор ширины подошвы фундамента графоаналитическим методом
Подбираем фундамент ФЛ 20.12: b = 2 м; l = 1,18 м; h=0,5 м; ФБС 12.6.6
Проверка по внешней стене с подвалом (ось Б)
1)P<R;
2)Коэффициент недогруза ∆=
d1=hs+hcf*
∗ 100%;
ɣ′𝐼𝐼
22
18,8
1.3∗1.204
1.1
𝑅
ɣ𝑐𝑓
d1=0,7+0,1*
R=
𝑅−𝑃
=0,817 м
∗ [0,57 ∗ 1 ∗ 2 ∗ 19,1 + 3,28 ∗ 0,817 ∗ 18,8 + (3,28 − 1) ∗ 1,2 ∗
18,8 + 5,88 ∗ 18]=326,458 кПа
𝑁0𝐼𝐼 + 𝑁𝑓𝐼𝐼 + 𝑁𝑔𝐼𝐼
P=
𝐴
𝑁𝑓𝐼𝐼 =Nфбс+NФЛ=0,6 ∗
0,96∗10
1,2
+
2,44∗10
1,2
= 25,13 кН
𝑁𝑔𝐼𝐼 =Vg*ɣ𝐼𝐼 =2*(bg*hg*1)* ɣ′′
𝐼𝐼 =2*(0,7*0,4*1)*18,8=10,52кН
27
P=
505+ 25,13+ 10,53
2
=270,3 кПа
1)P<R
311,7−270,33
2)∆=
311,7
∗ 100%=17,2%, следовательно принимаем фундамент
ФЛ 20.12; ФБС 12.6.6
2.3
Расчет осадок фундаментов
Расчёт ведётся по II предельному состоянию (по деформациям) сравнением двух
характеристик - рабочей и предельной осадки по СП 22.13330.2016:
𝑆 < 𝑆𝑢 ,
(5)
где S - совместная деформация основания и сооружения, определяемая
расчётом;
𝑆𝑢 - предельное значение совместной деформации основания и сооружения.
Метод послойного суммирования предполагает, что осадка находится от
вертикальных напряжений, действующих по оси, проходящей через центр тяжести
подошвы.
𝑆 =𝛽∙∑
𝜎𝑧𝑝,𝑖 ∙ ℎ𝑖
,
𝐸𝑖
(6)
где 𝛽 - безразмерный коэффициент, принимаемый равным 0,8;
𝜎𝑧𝑝,𝑖 – вертикальное напряжение от веса фундамента в рассматриваемом
i-том слое;
ℎ𝑖 – высота (мощность) i-того слоя;
𝐸𝑖 – модуль общей деформации этого же i-того слоя.
Внешняя стена без подвала (ось А)
28
Расчёт удельного веса каждого слоя грунта:
𝛾1 = 𝜌1 ∙ 𝑔 = 1,6 ∙ 10 = 16 кН⁄ 3 ;
м
𝛾2 = 𝜌2 ∙ 𝑔 = 1,88 ∙ 10 = 18,8 кН⁄ 3;
м
𝛾3 = 𝜌3 ∙ 𝑔 = 1,94 ∙ 10 = 19,4 кН⁄ 3 ;
м
𝛾 −𝛾
27,6−10
𝛾𝑠𝑏3 = 𝑠 𝑤 =
= 9,21 кН⁄ 3
1+𝑒
1+0,91
м
𝛾4 = 𝜌4 ∙ 𝑔 = 2,08 ∙ 10 = 20,8 кН⁄ 3;
м
𝛾𝑤 = 𝜌𝑤 ∙ 𝑔 = 1 ∙ 10 = 10 кН⁄ 3;
м
Учитываем, что последний слой глины полутвердой является водоупором, т.к
IL=0,11<0,3.
Вычисляем вертикальные напряжения от собственного веса грунта:
𝜎𝑧𝑔1 = 0 кПа
𝜎𝑧𝑔2 = 𝜎𝑧𝑔1 + 𝛾1 ∙ ℎ1 =0 + 16*0,3 = 4,8 кПа
𝜎𝑧𝑔3 = 𝜎𝑧𝑔2 + 𝛾2 ∙ ℎ2 = 4,8 + 18,8 ∙ 2,5 = 51,8 кПа;
𝜎𝑧𝑔4 = 𝜎𝑧𝑔3 + 𝛾3 ∙ ℎ3 = 51,8 + 19,4 ∙ 1,1 = 73,14 кПа;
𝜎𝑧𝑔5 = 𝜎𝑧𝑔4 + 𝛾𝑠𝑏3 ∙ ℎ3 = 73,14 + 9,21 ∙ 5,6 = 124,716 кПа;
𝜎′𝑧𝑔5 = 𝜎𝑧𝑔5 + 𝛾𝑤 ∙ ℎ𝑤 = 123,106 + 10 ∙ 5,6 = 179,106 кПа;
𝜎𝑧𝑔6 = 𝜎𝑧𝑔5 + 𝛾4 ∙ ℎ4 = 179,106 + 20,8 ∙ 6,9 = 322,626 кПа;
Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы
фундамента 𝜎𝑧𝑝 определяются по формуле:
𝜎𝑧𝑝 = 𝛼 ∙ 𝑃,
где 𝛼 – коэффициент, принимаемый по таблице 5.8 СП [2] в зависимости от
формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и
относительной глубины =2z/b;
P – среднее давление под подошвой фундамента;
Определяем сжимаемую толщу грунта Hc. Строим дополнительную эпюру
0,5𝜎𝑧𝑔 :
0,5𝜎𝑧𝑔1 = 0,5 ∙ 0 = 0 кПа
29
0, 5𝜎𝑧𝑔2 = 0,5 ∙ 4,8 = 2,4 кПа
0, 5𝜎𝑧𝑔3 = 0,5 ∙ 51,8 = 25,9 кПа
0, 5𝜎𝑧𝑔4 = 0,5 ∙ 73,14 = 36,57 кПа
0,5𝜎𝑧𝑔5 = 0,5 ∙ 124,716 = 62,358 кПа
0,5𝜎′𝑧𝑔5 = 0,5 ∙ 179,106 = 89,553 кПа
0,5𝜎𝑧𝑔6 = 0,5 ∙ 322,626 = 161,313 кПа
Толщу основания делим на элементарные слои:
ℎ𝑖 = 0,4 ∙ 𝑏 = 0,4 ∙ 1,2 = 0,48 м.
Среднее давление под подошвой фундамента:
P=344,944 кПа
σzg0 = 4,8 + 18,8 ∗ 1,4 = 31,12 кПа
Таблица 3 – Расчет осадки фундамента
№
слоя
hi м
zi м
ξ=2zi/b
α
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
0
0,48
0,48
0,14
0,34
0,48
0,48
0,48
0,48
0,48
0,48
0,48
0,48
0,48
0
0,48
0,96
1,1
1,44
1,92
2,4
2,88
3,36
3,84
4,32
4,8
5,28
5,76
0
0,8
1,6
1,8
2,4
3,2
4,0
4,8
5,6
6,4
7,2
8,0
8,8
9,6
1,000
0,881
0,642
0,596
0,477
0,374
0,306
0,258
0,223
0,196
0,175
0,158
0,143
0,132
σzpi=a*p
344,94
303,89
221,45
205,58
164,53
129,01
105,55
88,99
76,92
67,61
60,36
54,5
49,32
45,53
σzγ=ασz
g0
31,12
27,41
19,97
18,54
14,84
11,63
9,52
8,02
6,93
6,09
5,44
4,91
4,45
4,11
σmzj,i
σmzp,i
29,26
23,69
19,25
16,69
13,23
10,57
8,77
7,47
6,51
5,76
5,17
4,68
4,27
324,41
262,67
213,51
185,05
146,77
117,28
97,27
82,9
72,26
63,98
57,43
51,91
47,42
σmzj,i-σmzp,i
295,15
238,98
194,26
168,36
133,54
106,71
88,5
75,43
65,75
58,22
52,26
47,23
43,15
E
27000
27000
27000
27000
10200
10200
10200
10200
10200
10200
10200
10200
10200
10200
Сжимаемую толщу основания определим графически – в точке пересечения
графиков f (0,5𝜎𝑧𝑔 ) и f (𝜎𝑧𝑝 ): Нс = 5,28 м
30
𝑆 = 0,8 ∙
295,15 ∙ 0,48 + 238,98 ∗ 0,48 + 194,26 ∗ 0,14
27000
168,36 ∙ 0,34 + 133,54 ∙ 0,48 + 106,71 ∙ 0,48 + 88,5 ∗ 0,48 + 75,43 ∗ 0,48
+
10200
65,75 ∗ 0,48 + 58,22 ∗ 0,48 + 52,26 ∗ 0,48 + 47,23 ∗ 0,48
+
) = 3,6 см
10200
(
𝑆 = 3,6 см < 𝑆𝑢 = 8 см
31
Рисунок 6 –Cхема и расчет осадки для внешней стены без подвала (ось А)
32
Внутренняя стена без подвала (ось Б)
Расчёт удельного веса каждого слоя грунта:
𝛾1 = 𝜌1 ∙ 𝑔 = 1,6 ∙ 10 = 16 кН⁄ 3 ;
м
𝛾2 = 𝜌2 ∙ 𝑔 = 1,88 ∙ 10 = 18,8 кН⁄ 3;
м
𝛾3 = 𝜌3 ∙ 𝑔 = 1,94 ∙ 10 = 19,4 кН⁄ 3 ;
м
𝛾 −𝛾
27,6−10
𝛾𝑠𝑏3 = 𝑠 𝑤 =
= 9,21 кН⁄ 3
1+𝑒
1+0,91
м
𝛾4 = 𝜌4 ∙ 𝑔 = 2,08 ∙ 10 = 20,8 кН⁄ 3;
м
𝛾𝑤 = 𝜌𝑤 ∙ 𝑔 = 1 ∙ 10 = 10 кН⁄ 3;
м
Учитываем, что последний слой глины полутвердой является водоупором, т.к
IL=0,11<0,3.
Вычисляем вертикальные напряжения от собственного веса грунта:
𝜎𝑧𝑔1 = 0 кПа
𝜎𝑧𝑔2 = 𝜎𝑧𝑔1 + 𝛾1 ∙ ℎ1 =0 + 16*0,3 = 4,8 кПа
𝜎𝑧𝑔3 = 𝜎𝑧𝑔2 + 𝛾2 ∙ ℎ2 = 4,8 + 18,8 ∙ 2,5 = 51,8 кПа;
𝜎𝑧𝑔4 = 𝜎𝑧𝑔3 + 𝛾3 ∙ ℎ3 = 51,8 + 19,4 ∙ 1,1 = 73,14 кПа;
𝜎𝑧𝑔5 = 𝜎𝑧𝑔4 + 𝛾𝑠𝑏3 ∙ ℎ3 = 73,14 + 9,21 ∙ 5,6 = 124,716 кПа;
𝜎′𝑧𝑔5 = 𝜎𝑧𝑔5 + 𝛾𝑤 ∙ ℎ𝑤 = 123,106 + 10 ∙ 5,6 = 179,106 кПа;
𝜎𝑧𝑔6 = 𝜎𝑧𝑔5 + 𝛾4 ∙ ℎ4 = 179,106 + 20,8 ∙ 6,9 = 322,626 кПа;
Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы
фундамента 𝜎𝑧𝑝 определяются по формуле:
𝜎𝑧𝑝 = 𝛼 ∙ 𝑃,
где 𝛼 – коэффициент, принимаемый по таблице 5.8 СП [2] в зависимости от
формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и
относительной глубины =2z/b;
P – среднее давление под подошвой фундамента;
Определяем сжимаемую толщу грунта Hc. Строим дополнительную эпюру
0,5𝜎𝑧𝑔 :
33
0,5𝜎𝑧𝑔1 = 0,5 ∙ 0 = 0 кПа
0, 5𝜎𝑧𝑔2 = 0,5 ∙ 4,8 = 2,4 кПа
0, 5𝜎𝑧𝑔3 = 0,5 ∙ 51,8 = 25,9 кПа
0, 5𝜎𝑧𝑔4 = 0,5 ∙ 73,14 = 36,57 кПа
0,5𝜎𝑧𝑔5 = 0,5 ∙ 124,716 = 62,358 кПа
0,5𝜎′𝑧𝑔5 = 0,5 ∙ 179,106 = 89,553 кПа
0,5𝜎𝑧𝑔6 = 0,5 ∙ 322,626 = 161,313 кПа
Толщу основания делим на элементарные слои:
ℎ𝑖 = 0,4 ∙ 𝑏 = 0,4 ∙ 2 = 0,8 м.
Среднее давление под подошвой фундамента:
P=279,562 кПа
σzg0 = 4,8 + 18,8 ∗ 1,6 = 34,88 кПа
Таблица 3 – Расчет осадки фундамента
№
слоя
hi м
zi м
ξ=2zi/b
α
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
0,8
0,1
0,7
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0
0,8
0,9
1,6
2,4
3,2
4,0
4,8
5,6
6,4
0
0,8
0,9
1,6
2,4
3,2
4,0
4,8
5,6
6,4
1,000
0,881
0,849
0,619
0,462
0,364
0,299
0,253
0,219
0,193
σzpi=a*p
279,56
246,29
237,34
173,04
129,15
101,75
83,58
70,72
61,22
53,95
σzγ=ασz
g0
34,88
30,72
29,61
21,59
16,11
12,69
10,42
8,82
7,63
6,73
σmzj,i
σmzp,i
32,8
30,16
25,6
18,85
14,4
11,55
9,62
8,22
7,18
262,92
241,78
205,19
151,09
115,45
92,66
77,15
65,97
57,58
σmzj,i-σmzp,i
230,12
211,62
179,59
132,24
101,05
81,11
67,53
57,75
50,41
E
27000
27000
27000
10200
10200
10200
10200
10200
10200
10200
Сжимаемую толщу основания определим графически – в точке пересечения
графиков f (0,5𝜎𝑧𝑔 ) и f (𝜎𝑧𝑝 ): Нс = 5,7 м
34
𝑆 = 0,8 ∙ (
230,12 ∙ 0,8 + 211,62 ∗ 0,1
27000
179,59 ∙ 0,7 + 132,24 ∙ 0,8 + 101,05 ∙ 0,8 + 81,11 ∗ 0,8
+
10200
67,53 ∗ 0,8 + 57,75 ∗ 0,8
+
) = 4,3 см
10200
𝑆 = 4,3 см < 𝑆𝑢 = 8 см
Рисунок 6 –Cхема и расчет осадки для внешней стены без подвала (ось Б)
35
Относительная разность осадок между несущими стенами по осям А и Б
определяется по формуле:
∆𝑆
𝐿
≤ 0,002
где L - расстояние между фундаментами, м;
0,043 − 0,036
= 0,0011 < 0,002
6
2.4
Конструирование фундаментов
Фундамент под наружную стену в бесподвальной части здания.
Ленточные фундаменты состоят из бетонных блоков, стен подвалов и
железобетонных фундаментных плит.
Под внутренние и наружные стены принимаю блоки ФБС-12.6.6.
Фундаментные плиты принимаем марки ФЛ-12.12 по оси А, высотой 0,3 м, а по
оси Б принимаем марки ФЛ-20.12, высотой 0,5 м. Для фундамента необходимо
выполнить подготовку из бетона низкой марки толщиной 100мм, чтобы выровнять
поверхность котлована, а также её можно использовать как дополнительную
гидроизоляцию.
Глубина заложения фундамента по оси А равна 1,4 м, а по оси Б равна 1,6 м,
т.е. более расчётной глубины промерзания грунта для бесподвальной части 𝑑𝑓б/п =
1,15 м.
Фундамент под наружную стену в подвальной части здания.
Ленточные фундаменты состоят из бетонных блоков, стен подвалов и
железобетонных фундаментных плит.
Под внутренние и наружные стены принимаю блоки ФБС-12.6.6.
Фундаментные плиты принимаем марки ФЛ-14.12 по оси А, высотой 0,3м, а по оси
Б принимаем марки ФЛ-20.12, высотой 0,5м. Для фундамента необходимо
выполнить подготовку из бетона низкой марки толщиной 100мм, чтобы выровнять
36
поверхность котлована, а также её можно использовать как дополнительную
гидроизоляцию.
Глубина заложения фундамента с учетом подвала равна 0,817 м.
3
Расчет и конструирование свайных фундаментов
3.1
Выбор типа, вида, размеров свай и назначение габаритов ростверка.
Свая – гибкая конструкция, зажатая в упругой среде.
По характеру работы тип сваи, рассматриваемый в данном курсовом проекте
– висячая свая (свая трения). Висячие сваи погружаются до сжимаемых грунтов и
передают нагрузку на грунт за счёт их трения по боковой поверхности 𝑅𝑓 и
сопротивления под нижним концом 𝑅𝑠 ,но в итоге, вся нагрузка передаётся на грунт,
залегающий ниже сваи. В качестве несущего слоя для свайного фундамента
принимаем глину полутвердую.
Вид сваи – забивная призматическая свая квадратного сечения 30х30 см с
ненапрягаемой арматурой. Материал сваи – железобетон. Марка сваи С 90.30.
Ростверк – зацепляется за сваю и передаёт нагрузку от здания на сваи.
Используемый тип ростверка – низкий, так как грунты испытывают морозное
пучение. Высота монолитной части ленты ростверка принята 300 мм.
В качестве несущего слоя принимаем глину полутвердую.
3.2
Определение несущей способности и расчетной нагрузки свай.
Несущая способность сваи – предельная нагрузка, при которой происходит
«срыв» сваи в грунте.
Несущая способность висячей сваи Fd определяется по формуле (7.8) СП
22.13330.2011.
𝐹𝑑 = 𝛾𝐶 ∙ (𝛾𝐶𝑅 ∙ 𝑅 ∙ 𝐴 + 𝑈 ∙ ∑ 𝛾𝐶𝑓 ∙ 𝑓𝑖 ∙ ℎ𝑖 ) (7)
где 𝛾с – коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый 1;
37
R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа,
принимаемое по таблице 7.2 [5];
A – площадь опирания на грунт сваи, м2 ;
U – наружный периметр поперечного сечения ствола сваи, м;
𝑓𝑖 – расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой
поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.3 [5];
ℎ𝑖 – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью
сваи, м;
𝛾𝐶𝑅 , 𝛾𝐶𝑓 – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним
концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи
на расчетные сопротивления грунта, принимаемые по таблице 7.4 [5].
Расчётная нагрузка на сваю определяется по формуле (4):
𝑁𝑐 =
𝐹𝑑
𝛾𝑘
(4)
где 𝛾𝑘 = 1,4 – коэффициент условий работы сваи (зависит от способа расчета
несущей способности сваи)
Если необходимо увеличить несущую способность сваи, то можно увеличить
сечение сваи, либо увеличить длину сваи.
Расчёт несущей способности свай по оси А
Используемая марка сваи С 90.30
Высота ростверка 300 мм.
γc = 1; γCR = 1;
𝐴 = 𝑑 2 = 0,3 ∙ 0,3 = 0,09 м2
𝑈 = 4 ∙ 𝑑 = 4 ∙ 0,3 = 1,2 м
𝑙св = 9 м.
R= 6614 кПа (глубина заложения фундамента 11,2 м)
Таблица 4 – Расчет несущей способности сваи
№ слоя
1
hi м
0,5
zi м
2,55
fi
32,75
γсfi
0,9
γсfi∙fi∙hi
14,74
38
2
3
4
5
6
2
2
2
0,7
1,7
3,8
5,8
7,8
9,15
10,35
=
18,6
21,3
22,4
22,8
65,5
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
37,2
42,6
44,8
15,96
111,35
266,65
𝐹𝑑 = 1(1 ∙ 6614 ∙ 0,09 + 1,2 ∙ 266,65) = 915,24 Кн
Расчётная нагрузка на сваю:
𝑁𝑐 =
915,24
1,4
= 653,742 кН
Рисунок 7 – Расчетная схема свай по оси А (без подвала и с подвалом)
3.3
Определение числа свай в свайном фундаменте и проверка по I
группе предельных состояний
Количество свай в фундаменте определяется по формуле:
𝑛𝑐 =
𝑁0𝐼
,
𝑁𝑐 −𝛼∙𝑑 2 ∙ℎр ∙𝛾𝑚𝑡 ∙1,1
(8)
39
где 𝑁0𝐼 = (𝑁пост + 𝑁вр ) ∙ 𝛾𝑓 , кН – заданная нагрузка на фундамент, взятая по I
предельному состоянию;
𝛾𝑓 =1,15кН⁄м3
𝛼 = 7,5 − для ленты;
𝛾𝑚𝑡 = 20 кН⁄м3 −среднее значение удельного веса грунта и бетона.
Шаг свай определяется по формуле (9):
𝑡=
1
(9)
𝑛𝑐
где 𝑛𝑐 – количество свай;
Получившийся шаг должен удовлетворять условию:
3𝑑 ≤ 𝑡 ≤ 6𝑑
0,9 ≤ 𝑡 ≤ 1,8
Ось А – внешняя стена без подвала
𝑁0𝐼 = (𝑁пост + 𝑁вр ) ∙ 𝛾𝑓 = (358 + 21) ∙ 1,15 = 435,85 кН/м
𝑛𝑐 =
435,85
435,85
=
= 0,69 ≈ 1 свая
653,742 − 7,5 ∙ 0,32 ∙ 2 ∙ 20 ∙ 1,1 624,042
Шаг свай 𝑡 =
1
0,69
= 1,45 м.
Принимаю шаг t=1,4 м.
𝑛𝑐′ =
1
= 0,715
1,4
Свес ростверка при однорядном расположении свай определяется по формуле
(10):
𝑐0 = 0,2 ∙ 𝑑 + 0,05
(10)
𝑐0 = 0,2 ∙ 0,3 + 0,05 = 0,11
Принимаю свес ростверка: 𝑐0 = 0,15 (кратно 5)
40
Ширина ростверка 𝑏𝑝 = 𝑑 + 2 ∙ 𝑐0 = 0,3 + 2 ∙ 0,15 = 0,6 м.
Рисунок 8- Схема расположения свай (Ось А без подвала)
Проверка несущей способности свай по I предельному состоянию
выполняется по формуле (11):
𝑁=
𝑁0𝐼 +𝑁𝑝𝐼 +𝑁𝑔𝐼
𝑛𝑐`
≤ 𝑁𝑐 (11)
𝑁𝑝𝐼 = 𝑁𝑝𝑛 ∙ 1,1 = (0,6 ∙ 0,3 ∙ 1 п. м ∙ 25 + 23,2) ∙ 1,1 = 30,47 кН
𝑁𝑔𝐼 = 0 кН
𝑁=
427,8 + 30,47 + 0
= 640,94 кН < 653,742 кН
0,715
Ось А – внешняя стена с подвалом
𝑁0𝐼 = (𝑁пост + 𝑁вр ) ∙ 𝛾𝑓 = (358 + 16 + 21 + 2) ∙ 1,15 = 456,55 кН
𝑛𝑐 =
Шаг свай 𝑡 =
456,55
= 0,731 ≈ 1 свая
653,742 − 7,5 ∙ 0,32 ∙ 2 ∙ 20 ∙ 1,1
1
0,731
= 1,356 м.
Принимаю шаг t=1,3 м.
𝑛𝑐′ =
1
= 0,77
1,3
Свес ростверка при однорядном расположении свай определяется по формуле
(10):
𝑐0 = 0,2 ∙ 𝑑 + 0,05
(10)
𝑐0 = 0,2 ∙ 0,3 + 0,05 = 0,11
Принимаю свес ростверка: 𝑐0 = 0,15.
41
Ширина ростверка 𝑏𝑝 = 𝑑 + 2 ∙ 𝑐0 = 0,3 + 2 ∙ 0,11 = 0,6 м.
Рисунок 9 - Схема расположения свай (Ось А с подвалом)
Проверка несущей способности свай по I предельному состоянию
выполняется по формуле (11):
𝑁=
𝑁0𝐼 +𝑁𝑝𝐼 +𝑁𝑔𝐼
𝑛𝑐`
≤ 𝑁𝑐 (11)
𝑁𝑝𝐼 = 𝑁𝑝𝑛 ∙ 1,1 = (0,6 ∙ 0,3 ∙ 1 п. м ∙ 25 + 5,6) ∙ 1,1 = 11,11 кН
𝑁𝑔𝐼 = 0 кН
𝑁=
3.4
456,55 + 11,11 + 0
= 607,35 кН < 653,742 кН
0,77
Проверка напряжений в свайном основании по П группе
предельных состояний (по подошве условного свайного фундамента)
Основание
условного
свайного
фундамента
должно
удовлетворять
требованиям II группы предельных состояний. Среднее давление по подошве Русл не
должно превышать расчетного сопротивления грунта, а осадки – допустимых
значений.
Определяем давление на грунт под подошвой условного фундамента и
сопоставляем его с расчётным сопротивлением:
𝑃усл ≤ 𝑅усл ,
где Русл - давление по подошве условного фундамента;
Rусл - расчетное сопротивление грунта основания по подошве условного
фундамента.
42
Площадь подошвы условного фундамента Аусл определяется на уровне низа
свай исходя из условных размеров bусл и lусл.
Ширина условного фундамента bусл определяется по формуле (12):
𝑏усл = 𝑏0 + 2 ∙ tan 𝛼 ∙ 𝑙св
(12)
𝑙св − длина сваи
 =
𝜑ср
4
− угол распределения напряжений в основании под свайным
фундаментом;
𝜑ср =
Σ𝜑𝑖 ∙ℎ𝑖
Σℎ𝑖
- среднее (по высоте слоев) значение угла внутреннего трения
грунтов основания, пронизанных сваей;
𝛾𝐼𝐼′ − средневзвешенное значение удельного веса грунта в пределах глубины
заложения условного фундамента;
ℎ𝑖 − высота i-того слоя грунта.
𝑏0 − расстояние между боковыми гранями крайних свай в поперечном
разрезе;
Длина условного фундамента для лент 𝑙усл = 1 п. м;
𝑙св − длина сваи
𝑃усл определяется по формуле (13):
𝑃усл =
𝐼𝐼 +𝑁 𝐼𝐼
𝑁0𝐼𝐼 +𝑁р𝐼𝐼 +𝑁гр
св
𝐴усл
, кПа (13)
𝑁𝑦сл.м. = 𝑁𝑝𝐼𝐼 + 𝑁𝑝𝐼𝐼 + 𝑁𝑔𝐼𝐼
𝑁𝑦сл.м. = 𝑏усл ∙ 𝑙усл ∙ ∑ 𝛾𝑖 ℎ𝑖
Rусл определяется по формуле (14):
𝑅усл =
𝛾𝑐1 ∙𝛾𝑐2
𝑘
∙ [𝑀𝛾 ∙ 𝑘𝑧 ∙ 𝑏 ∙ 𝛾𝐼𝐼 + 𝑀𝑞 ∙ 𝑑1 ∙ 𝛾𝐼𝐼′ + (𝑀𝑞 − 1) ∙ 𝑑𝑏 ∙ 𝛾𝐼𝐼′ + 𝑀𝑐 ∙ 𝑐𝐼𝐼 ](14)
Ось А – внешняя стена без подвала
43
𝜑ср =
𝛼=
𝜑2 ∙ ℎ2 + 𝜑3 ∙ ℎ3 + 𝜑4 ∙ ℎ4 31,6 ∙ 0,5 + 10,8 ∙ 6,7 + 20 ∙ 1,7
=
= 13,73°
ℎ2 + ℎ 3 + ℎ4
0,5 + 6,7 + 1,7
𝜑ср 13,73
=
= 3,43°
4
4
𝑏усл = 𝑏0 + 2 ∙ tg 𝛼 ∙ 𝑙св = 0,3 + 2 ∙ 𝑡𝑔 3,43 ∙ 9 = 1,38 м;
𝑙усл = 1 п. м;
𝐴усл = 1,38 ∙ 1 п. м = 1,38 м2
𝑁𝑦сл.м. = 1,38 ∙ ∑(18,8 ∙ 2,5 + 19,4 ∙ 1,1 + 9,21 ∙ 5,6 + 20,8 ∗ 1,7) = 214,28 кН
𝑁0𝐼𝐼 = 379 кН
𝑃усл =
379+214,28
1,38
𝛾𝑐1 = 1,25;
= 429,91 кПа
𝛾𝑐2 = 1,048
𝑘 = 1,1
𝜑𝐼𝐼 = 𝜑4 = 20
𝑀𝛾 = 0,51 ; 𝑀𝑞 = 3,06; 𝑀𝑐 = 5,66
𝑘𝑧 = 1
𝑏 = 𝑏усл = 1,38 м
𝛾𝐼𝐼 = 𝛾4 =20,8 кН/м3
𝛾𝐼𝐼′ =
𝛾1 ℎ1 +𝛾2 ℎ2 +𝛾3 ℎ3 +𝛾𝑠𝑏3 ∙ℎ3𝑠𝑏 +𝛾4 ℎ4
ℎ1 +ℎ2 +ℎ3` +ℎ4
=
16∙0,3+18,8∙2,5+19,4∙1,1+9,21∙5,6+20,8∗1,7
0,3+2,5+1,1+5,6+1,7
= 14,29 кН/м3
𝑐𝐼𝐼 = 68 кПа; 𝑑1 = 11,2 м; 𝑑𝑏 = 0 м;
𝑅усл =
1,25 ∙ 1,048
∙ [0,51 ∙ 1 ∙ 1,38 ∙ 20,8 + 3,06 ∙ 11,2 ∙ 14,29 + 5,66 ∙ 68]
1,1
= 1059,03 кПа
44
𝑃усл < 𝑅усл
429,91 кПа < 1059,03 кПа
Рисунок 12 – Определение условного фундамента сваи под внешней стеной без
подвала (ось А)
Ось А – внешняя стена с подвалом
𝜑ср =
𝜑2 ∙ ℎ2 + 𝜑3 ∙ ℎ3 + 𝜑4 ∙ ℎ4 31,6 ∙ 0,5 + 10,8 ∙ 6,7 + 20 ∙ 1,7
=
= 13,73°
ℎ2 + ℎ 3 + ℎ4
0,5 + 6,7 + 1,7
45
𝛼=
𝜑ср 13,73
=
= 3,43°
4
4
𝑏усл = 𝑏0 + 2 ∙ tg 𝛼 ∙ 𝑙св = 0,3 + 2 ∙ 𝑡𝑔 3,43 ∙ 9 = 1,38 м;
𝑙усл = 1 п. м;
𝐴усл = 1,38 ∙ 1 п. м = 1,38 м2
𝑁𝑦сл.м. = 1,38 ∙ ∑(18,8 ∙ 2,5 + 19,4 ∙ 1,1 + 9,21 ∙ 5,6 + 20,8 ∗ 1,7) = 214,28 кН
𝑁0𝐼𝐼 = 397кН
𝑃усл =
397+214,28
1,38
𝛾𝑐1 = 1,25;
= 442,95 кПа
𝛾𝑐2 = 1,048
𝑘 = 1,1
𝜑𝐼𝐼 = 𝜑4 = 20
𝑀𝛾 = 0,51 ; 𝑀𝑞 = 3,06; 𝑀𝑐 = 5,66
𝑘𝑧 = 1
𝑏 = 𝑏усл = 1,38 м
𝛾𝐼𝐼 = 𝛾4 =20,8 кН/м3
𝛾𝐼𝐼′ =
𝛾1 ℎ1 +𝛾2 ℎ2 +𝛾3 ℎ3 +𝛾𝑠𝑏3 ∙ℎ3𝑠𝑏 +𝛾4 ℎ4
ℎ1 +ℎ2 +ℎ3` +ℎ4
=
16∙0,3+18,8∙2,5+19,4∙1,1+9,21∙5,6+20,8∗1,7
0,3+2,5+1,1+5,6+1,7
= 14,29 кН/м3
𝑐𝐼𝐼 = 68 кПа; 𝑑1 = 11,2 м; 𝑑𝑏 = 1,2 м;
R=
1.3∗1.204
1.1
∗ [0,57 ∗ 1 ∗ 2 ∗ 19,1 + 3,28 ∗ 0,817 ∗ 18,8 + (3,28 − 1) ∗ 1,2 ∗ 18,8 +
5,88 ∗ 18]=326,458 кПа
46
𝑅усл =
1,25 ∙ 1,048 0,51 ∙ 1 ∙ 1,38 ∙ 20,8 + 3,06 ∙ 11,2 ∙ 14,29 +
∙[
] = 1101,1 кПа
(3,06 − 1) ∗ 1,2 ∗ 14,29 + 5,66 ∙ 68
1,1
𝑃усл < 𝑅усл
442,95 кПа < 1101,1 кПа
Рисунок 14 – Определение условного фундамента сваи под внешней стеной с
подвалом (ось А)
47
3.5
Расчет осадок свайных фундаментов
Расчет
осадок
производится
методом
элементарного
послойного
суммирования
Эпюра напряжения от собственного веса грунта 𝜎𝑧𝑔 и 0,2 ∙ 𝜎𝑧𝑔 будет равна
ранее посчитанной (п. 2.4).
Расчет осадок для внешней стены с подвалом (ось А)
𝑃усл = 442,95 кПа ; 𝑏усл = 1,38 м
Эпюры напряжений представлены на рис. 16
1.Определение напряжений от внешней нагрузки (фундамента)
ℎ𝑖 = 0,4 ∙ 𝑏усл = 0,4 ∙ 1,38 = 0,55 м
σzg0 = 179,106 + 20,8 ∙ 1,7 = 214,46 кПа
Таблица 5 – Расчёт осадки свайного фундамента внешняя стена с подвалом (ось 1)
№
слоя
hi м
zi м
ξ=2zi/b
α
0
1
2
3
4
5
6
0
0,55
0,55
0,55
0,55
0,55
0,55
0
0,55
1,1
1,65
2,2
2,75
3,3
0
0,8
1,6
2,4
3,2
4,0
4,8
1,000
0,881
0,642
0,477
0,374
0,306
0,258
𝑆 = 0,8 ∙ (
σzpi
442,95
394,47
287,45
213,58
167,46
137,01
115,52
σzγ=ασzg
0
214,46
188,94
137,68
102,3
80,21
65,62
55,33
σmzj,i
σmzp,i
σmzj,i-σmzp,i
201,7
163,3
119,9
91,25
72,9
60,48
421,1
340,9
250,5
190,5
152,2
126,3
219,4
177,6
130,6
99,3
79,3
60,8
E
24000
24000
24000
24000
24000
24000
24000
219,4 ∙ 0,55 + 177,6 ∙ 0,55 + 130,6 ∙ 0,55 + 99,3 ∙ 0,55 + 79,3 ∗ 0,55
)
24000
= 0,013 = 1,3 см
𝑆 = 1,3 см < 𝑆𝑢 = 8 см
Так как полученная расчетная осадка допустима, то конструктивная схема
свайного фундамента, изображенного на рис. 16, может считаться окончательно
принятой.
48
Рисунок 16 – Схема и расчет осадки для внешней стены с подвалом (ось А)
3.6
Подбор оборудования для погружения свай. Определение
расчетного отказа свай
Глубина погружения сваи Sa от одного удара молотом называется отказом и
определяется по формуле:
49
𝑆𝑎𝑝
𝜂 ∙ 𝐴 ∙ 𝐸𝑑
𝑚1 + 𝜀 2 ∙ (𝑚2 + 𝑚3 )
=
∙
,
𝑚1 + 𝑚2 + 𝑚3 (𝑁𝑐 ⁄𝑀) ∙ (𝑁𝑐 ∙ 𝑀 + 𝜂 ∙ 𝐴)
где 𝜂 = 1500 кПа − для ж/б сваи;
𝜀 2 = 0,2 − коэффициент востановления;
М = 1 – коэффициент, зависящий от способа погружения сваи;
𝑚1 – масса молота;
𝑚2 – масса сваи и наголовника;
𝑚3 – масса подбабка;
Свая для наружной стены с подвалом:
𝐸𝑑 = 1,75 ∗ 𝛼 ∗ 𝑁𝑐 ,
где 𝛼 – коэффициент, принимаемый равным 25 Дж/кН;
𝑁𝑐 − расчетная нагрузка на сваю, 𝑁𝑐 = 653,742 кН.
𝐸𝑑 = 1,75 ∗ 25 ∗ 653,742 = 28,6 кДж
Подбираем молот с энергией удара 𝐸𝑑 , близкой к минимальной.
Проверка на применимость молота по весу забиваемой сваи осуществляется по
формуле:
𝑚1 + 𝑚2 + 𝑚3
≤ 𝑘𝑚,
𝐸𝑑
где 𝑚1 – масса молота, кН;
𝑚2 – масса сваи и наголовника, кН;
𝑚3 – масса подбабка;
𝑘𝑚 − коэффициент применимости молота, определяется по табл. Д.1.
Трубчатый дизель-молот СП-75А: 𝐸𝑑 = 29 кДж
𝑚1 = 27 кН
𝑚2 = 16,93 кН
50
𝑚3 = 0,04 кН
Для трубчатых дизель − молотов 𝑘𝑚 = 6.
Подставляем найденные значения в формулу:
27 + 16,93 + 0,04
= 1,51 < 𝑘𝑚 = 6
29
Принятый тип молота удовлетворяет условию.
Глубина погружения сваи от одного удара молотом называется отказом и
определяется по формуле:
𝑚1 + 𝜀 2 (𝑚2 + 𝑚3 )
𝜂 ∗ 𝐴 ∗ 𝐸𝑑 ∗ 𝜇 ∗
𝑚1 + 𝑚2 + 𝑚3
𝑆𝑎 =
, где
𝑁𝑐
𝛾𝑔 ∗ 𝑁𝑐 (𝛾𝑔 ∗
+ 𝜂 ∗ 𝐴)
𝜇
𝜂 – коэффициент, зависящий от материала сваи, для ж/б свай принимается равным
1500 кПа;
𝜀 2 – коэффициент восстановления удара, 𝜀 2 = 0,2;
𝜇 – коэффициент, зависящий от способа погружения сваи; 𝜇 = 1;
𝛾𝑔 – доверительный коэффициент, принимаемый равный 1;
𝐴 – площадь поперечного сечения сваи, м2;
𝐸𝑑 – энергия удара молота, кДж.
𝑆𝑎𝑝 =
3.7
1500∙0,09∙29
∙
27+0,2∙(16,93+0,04)
27+16,93+0,04 653,742∙(653,742+1500∙0,09)
= 0,015 м.
Конструирование свайных фундаментов
Свайный фундамент представляет собой конструкцию, состоящую из висячих
железобетонных забивных призматических свай квадратного сечения 30х30 см с
ненапрягаемой арматурой, скреплённых поверху ростверком.
Марку сваи для фундамента по оси А без подвала принимаем С90.30, шаг свай
t=1,4 м, несущая способность сваи 𝐹𝑑 = 915,24 Кн
51
Ростверк выполняют из железобетона высотой 300 мм. Голова сваи заведена в
ростверк на 100 мм. Соединение сваи с ростверком шарнирное, заделка выпусков
арматуры в ростверке в этом случае не требуется.
Для
защиты
конструктивных
элементов
здания
от
проникновения
капиллярной влаги устраивается – проникающая гидроизоляция ТЕХНОНИКОЛЬ –
укладывается по выровненной цементным раствором, расположенной в уровне
верха цоколя поверхности. Предназначена для гидроизоляционной защиты
строительных
конструкций
(фундаментов,
подвалов,
и
других
объектов,
заглубляемых в землю или контактирующих с влажной средой).
4. Рекомендации по производству работ и устройству гидроизоляции
Оптимальной формой земляного сооружения для фундамента является
котлован, т. к. при нем обеспечивается наиболее благоприятные условия укладки
бетона и возможность устройства наружной гидроизоляции.
Вертикальная привязка котлована – отметка подошвы всех фундаментов
67,1; 66,3 (условные -2,40; -3,20), отметка низа конструкций пола подвала – 67,3
(условная -2,20). Разработку котлована предполагается вести с поверхности
экскаватором с обратной лопатой до отметки 67,0; 66,2 (условные -2,50; -3,30).
Ширина котлована понизу складывается из расстояния между крайними
поперечными осями 12 м, внешних вылетов фундаментов с двух сторон 2∙0,4=0,8м,
зазоров между гранями ростверка и краями откосов котлована 2∙0,2=0,4 м. Ширина
котлована по низу составляет 13,2 м.
Ширина котлована поверху равна ширине котлована понизу плюс ширина
откосов с двух сторон. Для рассматриваемых грунтов при глубине котлована 1,9 м
крутизна откосов равна 1:1, а заложение равно 1,9 м. Следовательно, искомая
ширина котлована поверху будет составлять 13,2+2∙1,9=17 м.
52
Котлован должен быть защищен от попадания в него поверхностных вод. В
процессе откопки выемок должно быть установлено тщательное наблюдение за
состоянием специальных устройств для отвода поверхностных вод. Следует
устранить возможность обвалов грунта в котлован и промерзание дна котлована
после его отрывки.
53
Рисунок 17– План и разрез котлована
54
Заключение
В данном курсовом проекте были рассмотрены 2 варианта фундаментов.
1.Мелкого заложения:
По оси А (бесподвальной части) – фундамент ФЛ 12.12. высота плиты – 0,3 м.
По оси А (подвальной части) – фундамент ФЛ 14.12. Высота плиты – 0,3 м.
По оси Б – фундамент ФЛ 20.12. высота плиты – 0,5 м.
2.Свайные: под наружные и внутренние стены без подвала и с подвалом
запроектирована марка сваи С90.30 с ростверком 0,6 м, и заглублены на отметку 11,9 м от спланированной отметки земли.
В результате проведенной работы по расчету и подбору фундаментов жилого дома
в г. Владивосток можно сделать вывод: осуществимым является фундамент
мелкого заложения, т. к. слой песка мелкого, средней плотности, средней степени
водонасыщения для фундамента мелкого заложения является среднем и
слабодеформируемым и удовлетворяет расчету по несущей способности грунта по
наружными стенами. Также ширина подошвы фундамента мелкого заложения
получилась не больше 2 м, следовательно, мы можем не переходить на свайный
фундамент.
55
Список используемой литературы
1)
СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений». Свод правил. –
Москва: Министерство регионального развития РФ, 2011.
2)
СП 131.13330.2012 «Строительная климатология». Свод правил. –
Москва: Министерство регионального развития РФ, 2012.
3)
СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты». Свод правил. – Москва:
Министерство регионального развития РФ, 2011.
4)
СП 45.13330.2012 «Земляные сооружения, основания». Свод правил. –
Москва: Министерство регионального развития РФ, 2012.
5)
СП 104-34-96 «Производство земляных работ». Свод правил – Москва:
Российское акционерное общество «Газпром», 1996.
6)
Далматов Б. И. Проектирование фундаментов зданий и подземных
сооружений. Учебное пособие. – Москва: Издательство ACB, 2001 .
56
Скачать