Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ОиФ Лекции - 3 / Методфундам2РЕД.doc
Скачиваний:
121
Добавлен:
29.03.2015
Размер:
1.54 Mб
Скачать

7.3. Расчет фундамента на действие сил

морозного пучения грунта

Задача. Проверить устойчивость столбчатого фундамента против сил морозного пучения. Размеры подошвы фундамента b = L =1 м. Глубина заложения от уровня d =1. Расчётная нагрузка на уровне подошвы F =250 кН. Грунт основания - суглинок со следующими показателями:  = 19кн/м3, е = 0,77, w = 0,235, wL = 0,35, wp = 0,2, IL= 0,23. Расчётная глубина промерзания df =1,3 м.

Решение. По графику рис.5 [6] определяем критическую влажность, wcr =0,21. По формуле (33) рассчитаем параметр Rf для оценки морозоопасности суглинка:

Rf=0,012+ / =0,0105.

По показателю Rf и Ip согласно табл.1 суглинок относится к сильнопучинистым грунтам.

Устойчивость фундамента проверяем по формуле (34),

fhAfh F.

По табл.2 значение fh= 70 кПа, определим боковую поверхность смерзания Afh = udf = 41,3 = 5,2 м2. По табл. 15 приложения 1 определим расчётное сопротивление грунта и боковой поверхности фундамента fi = Rfi при и IL = 0,23 для средней глубины слоя талого грунта в пределах глубины заложения фундамента. Отсчёт глубины ведём от поверхности грунта,

z = 1,9 м, Rfz = i = 36 кПа.

Проверим выполнение условия (34):

114 кН < 173 кН.

Следовательно, устойчивость фундамента обеспечена.

7.4. Пример расчета свайного фундамента

Задача.Рассчитать свайный фундамент под колонну промышленного здания на действие центральной нагрузки N=1,0 MH [17]. Материал ростверка - бетон класса В25 с расчётным сопротивлением осевому растяжению Rbt=1,05 МПа. Глубина заложения подошвы ростверка по конструктивным соображениям принята h=0,8 м.

Грунтовые условия строительной площадки следующие:

1-й слой - песок пылеватый, средней плотности, влажный. Мощность слоя - 3,6 м. Коэффициент пористости грунта е = 0,666; степень влажности Sr=0,604; удельный вес грунта  =18,5 кН/м3.

2-й слой - супесь пластичная. Мощность слоя - 1,7 м. Коэффициент пористости грунта е = 0,618; показатель текучести IL= 0,6; удельный вес грунта  =19,5 кН/м3.

3-й слой - песок мелкий, плотный, насыщенный водой. Мощность слоя - 2,8 м. Коэффициент пористости грунта е = 0,598; степень влажности Sr=0,963; удельный вес грунта  =20,0 кН/м3.

Отношение длины здания к его высоте L/H=5,1.

Решение. Для заданных грунтовых условий проектируем свайный фундамент из сборных железобетонных свай марки С5,5-30, длиной L=5,5 м, размером поперечного сечения 0,3x0,3 м и длиной острия l=0,25 м. Сваи погружают с помощью забивки дизель-молотом.

Найдём несущую способность одиночной висячей сваи, ориентируясь на расчётную схему, показанную на рис. 8,a, и имея в виду, что глубина заделки сваи в ростверк должна быть не менее 5 см.

Площадь поперечного сечения сваи A=0,3x0,3=0,09 м2, периметр сваи u=0,3x4=1,2 м.

По табл. 14 приложения 1 при глубине погружения сваи 6,5 м для песка мелкого, интерполируя, найдём расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи R=235 кПа.

По табл. 16 приложения 1 для свай, погружаемых с помощью дизель-молотов, находим значение коэффициента условий работы грунта под нижним концом сваи сR =1,0 и по боковой поверхности cf =1,0.

Пласт первого слоя грунта, пронизываемого сваей, делим на два слоя толщиной 2,0 и 0,8 м. Затем для песка пылеватого при средних глубинах расположения слоёв h1=1,8 м и h2=3,2 м, интерполируя, находим расчётные сопротивления по боковой поверхности сваи, используя данные табл.15 приложения 1: f1 = 19,8 кПа, f2 = 25,4 кПа.

Рис. 8

Для третьего слоя грунта при средней глубине его залегания h3=4,45 м по этой же таблице для супеси пластичной с показателем текучести IL=0,6, интерполируя, находим f3=16,5 кПа.

Для четвёртого слоя при средней глубине его расположения h4=5,775 м для песка мелкого находим f4=41,6 кПа.

Несущую способность одиночной висячей сваи определим по формуле (8) СНиП [3]:

= 1[10,092,35+11,2(0,01982+0,02540,8+0,01651,7+0,04160,95)]=

=0,364 МПа.

Расчётная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту, по формуле (2) СНиП [3]

составит

N=0,364/1,4=0,26 MH.

В соответствии с конструктивными требованиями зададимся шагом свай, приняв его равным a=3b=3x0,3= 0,9 м. Далее определяем требуемое число свай:

.

Окончательно примем число свай в фундаменте равным 4 и разместим их по углам ростверка.

Найдём толщину ростверка:

По конструктивным требованиям высота ростверка должна быть не менее hp=0,05+0,25=0,3 м, что больше полученной величины в результате расчёта на продавливание. Следовательно, окончательно примем высоту ростверка равной 0,3 м.

Расстояние от края ростверка до внешней стороны сваи в соответствии с конструктивными требованиями назначаем lp=0,3x30+5=14 см, примем его окончательно кратным 5 см, т. е. lp=15 см. Расстояние между сваями примем l=3b=0,9 м.

Конструкция ростверка и его основные размеры показаны на рис. 7,б.

Найдём вес ростверка G3 = 0,025x0,3x1,5x1,5 = 0,0169 МН и вес грунта, расположенного на ростверке, Gгр = 0,5x1,5x1,5x0,0185 = 0,0208 МН.

Определим нагрузку, приходящуюся на одну сваю:

N = (0,1+0,0169+0,0208)/4 = 0,256 МПа  0,26 МПа.

По табл. 3 приложения 1 для грунта первого слоя - песка пылеватого с коэффициентом пористости e=0,666, интерполируя, найдём значение угла внутреннего трения II2 = 23,960.

По табл. 4 приложения 1 для грунта второго слоя - супеси пластичной с показателем текучести IL=0,6 и коэффициентом пористости e=0,618, интерполируя, найдём II2 = 24,60.

По табл. 3 приложения 1 для грунта третьего слоя - песка мелкого с коэффициентом пористости e=0,598, интерполируя, найдём II2 = 340.

По формуле (29) СНиП [3]

II,mt =

определим осреднённый угол внутреннего трения грунтов, прорезываемых сваей,

Найдём ширину условного фундамента

Найдём вес свай, используя справочные данные по номенклатуре свай:

Вес грунта в объёме АБВГ (риc. 7):

G2 = 3,62,62,60,0185+1,72,62,60,0195+0,62,62,60,02+

+0,62,62,60,0101=0,796 МН.

Вес ростверка был найден ранее: G3=0,0169 МН.

Давление под подошвой условного фундамента

По табл. 3 приложения 1 для песка мелкого, на который опирается условный фундамент, c коэффициентом пористости e=0,598 найдём значение удельного сцепления cn=0,003 МПа.

По табл. 3 СНиП / / по углу внутреннего трения II = 340, который был определён ранее, найдём значение безразмерных коэффициентов:

Определим осреднённый удельный вес грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента:

По табл. 1 приложения 1 для песка мелкого, насыщенного водой, при соотношении L/H > 4 находим значения коэффициентов С1 =1,3 и С2 =1,1.

По формуле (7) определим расчётное сопротивление грунта основания под подошвой условного фундамента:

Основное условие при расчёте свайного фундамента по второй группе предельных состояний удовлетворяется

рср=0,276 МПа < 1,19 МПа.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация / Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 1997. - 37 с.

  2. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2000. - 48 с.

  3. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты / Госстрой России, - М.: ГУП ЦПП, 2000. - 48 с.

  4. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия / Госстрой СССР, - М.: ЦИТП, 1986. - 36 с.

  5. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2000. -76 с.

  6. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83). - М.: Стройиздат, 1986. - 412 с.

  7. Пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83 и СНиП 2.03.01-84) - М.: Стройиздат, 1989. - 89 с.

  8. Руководство по выбору рациональных конструкций фундаментов. - М.: Стройиздат, 1981. - 125 с.

  9. Руководство по проектированию свайных фундаментов. - М.: Стройиздат, 1980. - 154 с.

  10. Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные сооружения /Под ред. Е.А.Сорочана, Ю.Г.Трофименкова. - М.: Стройиздат, 1985. - 479 с.

  11. Бартоломей А.А. Механика грунтов /Перм.гос.техн.ун-т. Пермь, 2001. - 241с.

  12. Бартоломей А.А., Омельчак И.М., Юшков Б.С. Прогноз осадок свайных фундаментов. – М.: Стройиздат, 1994 - 381с.

  13. Пономарев А.Б. Основы исследований и расчета фундаментов из полых конических свай /Перм.гос.техн.ун-т. Пермь, 1999.-166с.

  14. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. - М.: Стройиздат, 1990. -304 с.

  15. Далматов Б.И. и др. Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений. - М.: АСВ, 1999. - 340 с.

  16. Сорочан Е.А. Фундаменты промышленных зданий. - М.: Стройиздат, 1986. - 300с .

  17. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. Примеры расчета оснований и фундаментов. - М: Стройиздат, 1986. - 173 с.

18. Маковецкий О.А. Сборник заданий и исходных данных для курсового проектирования по курсу "Основания и фундаменты" / Перм.гос.техн. ун-т. Пермь, 1994. - 38 с.

19. Пакет прикладных программ в геотехнике. Методические указания для расчетов по механике грунтов, основаниям и фундаментам на ПЭВМ / Перм.гос.техн.ун-т. Пермь, 1998. - 15 с.