5. Проектирование свайных фундаментов
5.1 Выбор вида и типа свай, определение глубины заложение ростверка и привязка свайного фундамента к геологическому разрезу
В заданных инженерно-геологических условиях целесообразно применение забивных призматических свай с квадратным поперечным сечением, которые будут работать как висячие сваи.
Глубина заложения ростверка определяется аналогично глубине заложения фундамента мелкого заложения. Тогда для сечения I-I:
Принимаю 1,35, кратно 0,15
Тогда принимаю сваю С.9.-30
5.2 Определение несущей способности сваи.
Несущую способность забивной сваи определяю по формуле СНиП 2.02.03-85.
Где:
–коэффициент
условий работы сваи в грунте
;
R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи кПа по табл 1.;
A – площадь поперечного сечения сваи;
–нружный периметр
поперечного сечения сваи, м;
- расчетное
сопротивление i-гo слоя грунта на боковой
поверхности ствола сваи, кПа, принимаемое
по табл. 2;
- коэффициент
условий работы грунта на боковой
поверхности сваи, зависящий от способа
образования скважины и условий
бетонирования и принимаемый по табл.
5;
–высота i-го
слоя грунта (
).
Тогда:
Так как принята
свая С.9.-30., глубина погружения равна
11,6 м, то
.
Для сеченияII-II.
,2
Так как принята
свая С.9.-30., глубина погружения равна
11,6 м, то
.
Для сеченияI-I.
5.3. Определение нагрузки, допускаемой на сваю.
Где:
Для сечения I-I:
Для сечения II-II:
5.4 Определение необходимого количества свай и конструирование свайного ростверка.
Количество свай определяется по формуле:
Тогда для сечения I-I:
Принимаю 1 сваю С.8.-30.
Тогда для сечения II-II:
Принимаю 4 свай С.8.-30.
5.5. Определение фактической нагрузки на сваю и выполнение проверок.
Для висячей свои допускается перенапряжение до 20%.
Где:
–расстояние от
главных осей до оси наиболее удаленной
сваи;
–сумма квадратов
координат всех свай;
–осредненный
угол внутреннего трения грунтов,
создающий трение по боковой поверхности.
Для сечения II-II:
Для сечения I-I
кН
Определение среднего давления под подошвой условного фундамента:
Где:
– вертикальная нагрузка, приложенная
в обрезе фундамента:
– удельный вес условного фундамента.
Для сечения II-II:
–площадь условного
фундамента:
Определим
– расчетное сопротивление грунта
основания:
Для сечения I-I
Где:
– вертикальная нагрузка, приложенная
в обрезе фундамента:
– удельный вес условного фундамента.
Расчет веду по сечению I-I:
–площадь условного
фундамента:
Определим
– расчетное сопротивление грунта
основания:
5.6 Определение осадки свайного фундамента
Осадка свайного фундамента из висячих свай рассчитывается как для условного фундамента
Расчет веду по сечению II-II:
Определение границ условного фундамента
В данном случае граница условного фундамента ограничивается плоскостями:
Снизу – плоскостью, проходящей через нижние концы свай;
Сверху – низ ростверка;
С боков – плоскостями,
отставляющими от наружных границ крайних
свай на расстоянии угла
.
Расчет осадки по методу послойного суммирования веду по следующему алгоритму:
Определяю природной давление на уровне подошвы фундамента:
Для сечения II-II
Для сечения I-I
Определяю дополнительное давление на уровне подошвы фундамента:
Для сечения II-II
Для сечения I-I
3. Определяю толщину элементарного слоя грунта:
Дальнейший расчет произвожу в табличной форме.
Таблица 5.1 Расчет осадки условного фундамента для сечения II-II
|
№ п/п |
Наименование грунтов |
hi, м |
zi, м |
ζ=2z/b, м |
α |
σzpi=αP0, KПа |
σzgi=σzg(i-1)+ɣihi, KПа |
0,2*σzgi, KПа |
Ei, KПа |
Si, м | |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 | |
|
1 |
Крупный песок средней плотности, насыщенный водой |
0 |
0 |
0 |
1,000 |
263,4415517 |
36,698413 |
7,33968254 |
6253,73 |
0 | |
|
1 |
1 |
0,510380439 |
0,916 |
241,2723719 |
47,01101 |
9,40220202 |
6253,73 |
0,03228241 | |||
|
1 |
2 |
1,020760878 |
0,693 |
182,546811 |
57,323607 |
11,4647215 |
6253,73 |
0,02710824 | |||
|
1 |
3 |
1,531141317 |
0,476 |
125,4053002 |
67,636205 |
13,527241 |
6253,73 |
0,01969717 | |||
|
1 |
4 |
2,041521756 |
0,323 |
85,18010184 |
77,948802 |
15,5897605 |
6253,73 |
0,01346942 | |||
|
1 |
5 |
2,551902195 |
0,209 |
55,07592818 |
88,2614 |
17,6522799 |
6253,73 |
0,00897103 | |||
|
1 |
6 |
3,062282634 |
0,174 |
45,86939712 |
98,573997 |
19,7147994 |
6253,73 |
0,00645664 | |||
|
1 |
7 |
3,572663073 |
0,133 |
35,03296525 |
108,88659 |
21,7773189 |
6253,73 |
0,00517466 | |||
|
1 |
8 |
4,083043512 |
0,104 |
27,52191034 |
119,19919 |
23,8398384 |
6253,73 |
0,00400112 | |||
|
1 |
9 |
4,593423951 |
0,084 |
22,1897245 |
129,51179 |
25,9023578 |
6253,73 |
0,00317965 | |||
|
|
Итого |
|
0,117 | ||||||||
Таблица 5.1.1 Расчет осадки условного фундамента для сечения I-I
|
№ п/п |
Наименование грунтов |
hi, м |
zi, м |
ζ=2zi/b, м |
α |
σzpi=αP0, KПа |
σzgi=σzg(i-1)+ɣihi, KПа |
0,2*σzgi, KПа |
Ei, KПа |
Si, м | |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 | |
|
1 |
Крупный песок средней плотности, насыщенный водой |
0 |
0 |
0 |
1,000 |
98,6591044 |
36,6984127 |
7,33968254 |
6253,73 |
0 | |
|
1 |
1 |
0,735660466 |
0,896 |
88,44211438 |
47,01101009 |
9,402202019 |
6253,73 |
0,01196733 | |||
|
1 |
2 |
1,471320932 |
0,678 |
66,92558469 |
57,32360749 |
11,4647215 |
6253,73 |
0,009937597 | |||
|
1 |
3 |
2,206981397 |
0,512 |
50,53574805 |
67,63620488 |
13,52724098 |
6253,73 |
0,007513038 | |||
|
1 |
4 |
2,942641863 |
0,404 |
39,81843822 |
77,94880228 |
15,58976046 |
6253,73 |
0,005779216 | |||
|
1 |
5 |
3,678302329 |
0,331 |
32,64941227 |
88,26139967 |
17,65227993 |
6253,73 |
0,004635174 | |||
|
1 |
6 |
4,413962795 |
0,279 |
27,54878361 |
98,57399707 |
19,71479941 |
6253,73 |
0,003850385 | |||
|
1 |
7 |
5,149623261 |
0,241 |
23,81560684 |
108,8865945 |
21,77731889 |
6253,73 |
0,003285359 | |||
|
1 |
8 |
5,885283727 |
0,212 |
20,9455114 |
119,1991919 |
23,83983837 |
6253,73 |
0,002863001 | |||
|
Итого: |
|
0,0469 | |||||||||
Осадка в первом случае осадка в 11,71 см, во втором случае 4,69 см, средняя 8,2 см, а максимальная 15 см, то расчет произведен верно.
Так как допускаемая осадка меньше минимальной (15 см), то расчеты проведены и верно. Принимаю данный фундамент.
5.7. Конструирование фундамента. Ростверк свайный:
6. Рекомендации по производству работ
Участок строительства расположен в г. Симферополь. Инженерно- геологические условия представлены одним разрезом по трем скважинам. Напластование грунтов неоднородное слоистое с несогласным залеганием слоев.
Основанием фундаментов мелкого заложения является - песок гравелистый, плотный, средней степени влажности.
Уровень грунтовых вод высокий 1,2 метра.
Разработка котлована под уровнем естественного откоса, который равен 0,03
Так как уровень грунтовых вод высокий, то для разработки котлована и выполнения бетонных работ необходимо воодоотведение в виде дренажа.
Гидроизоляцию требуется сделать как для фундаментов так и для подвала. Во время обратной засыпки для гидроизоляции подвала требуется слой жирной глины. Гидроизоляция вертикальная окраской горячим битумом в 2 слоя, затем требуется построить защитную стенку в 1 кирпич и ее тоже защитить окраской горячим битумом в 2 слоя.
Для свайного фундамента разработка грунта производится аналогично как для фундаментов мелкого заложения.
Сваи стойки погружаю грунт с помощью самоходных сваебойных установок.
Гидроизоляция аналогичная
Обратную засыпку
производим местным грунтом с послойным
уплотнением до плотности в сухом состонии
при оптимальной влажности грунта от 8
до 12%. То есть требуется подсушить песок.
Используемая литература
Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу «Основания и фундаменты» / Дьяков И.М., Курбатова И.М. – Симферополь: НАПКС, 2009
СНиП 2.02.01-83* Строительные нормы и правила «Основания зданий и сооружений» / Москва 1995.
Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. – Л.: Стройиздат. 1988. – 417 с.
Учебное пособие для выполнения курсового проекта по курсу «Железобетонные конструкции» / Жигна В.В., Литовченко С.П. – Симферополь: АСиА, 2014
СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003