Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Курсовой проект Основания и фундаменты.docx
Скачиваний:
80
Добавлен:
22.05.2017
Размер:
129.37 Кб
Скачать

РАсчет свайных фундаментов

При проектировании свайных фундаментов необходимо:

  • выбрать глубину заложения подошвы ростверка;

  • выбрать вид и тип свай;

  • выбрать размеры свай;

  • найти несущую способность сваи;

  • определить необходимое число свай в фундаменте;

  • разместить сваи в плане и сконструировать ростверк;

  • произвести проверку нагрузки, приходящуюся на каждую сваю;

  • определить осадку свайного фундамента.

Расчёт свайного фундамента по I-му предельному состоянию.

Свайный фундамент. Наружная стена.

По конструктивным особенностям здания глубина заложения ростверка dpот планировочной отметкиDL= 124,1 определяется по вычислению:

dp= 2,2 + 0,2 + 0,5 – 0,6 = 2,3 м, где

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

0,2 – толщина пола подвала;

0,5 – hp– высота ростверка;

0,6 – высота цоколя (от 0,000 до DL);

Принимаем железобетонную забивную сваю сечением 0,30,3 м, стандартной длины L = 8,0 м, С80.30 (ГОСТ 19804.1-79), длина острия 0,25 м. Заделку свай в ростверк принимаем жёсткой и равной 0,1м. Нижний конец сваи забивается в песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой на глубину 1,2 м до отметки 113,80.

Определяем несущую способность сваи по формуле:

, где

с– коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемыйс=1;

R– расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа,

принимаемый по таблице 1 (СНиП 2.02.02-85) R= 400;

А – площадь опирания на грунт сваи, м2, принимаемая по площади

поперечного сечения сваи брутто, A=0,09 м2;

U– наружный периметр поперечного сечения сваиU= 1,2 м;

fi – расчётное сопротивлениеi-го слоя грунта основания на боковой

поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 2 (СНиП 2.02.02-85);

hi– толщинаi-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью

сваи, м;

СR,Сf– коэффициенты условий работы грунта соответственно под

нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие

влияние способа погружения сваи на расчётные сопротивления

грунта и принимаемые по таблице 3 (СНиП 2.02.02-85).

Сопротивление грунта по боковой поверхности

для супеси пластичной с IL = 0,643 на средней глубине слоя

z2=3,2 мf2=11,74 кПа;

для суглинка текучепластичного с IL=0,99 на средней глубине слоя

z3=6,0 мf3=6,0 кПа;

для песка пылеватого средней плотности на средней глубине слоя

z4=8,9 мf4=33,45 кПа;

Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи

на глубине 9,8 мR=1495 кПа

кН

Тогда расчётная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту, составит:

кН

к=1,4 – коэффициент безопасности по грунту (зависит от вида

сооружения и погружения сваи).

Определение необходимого числа свай в свайном фундаменте для наружной стены:

Определяем количество свай на 1 пог. метр фундамента по формуле:

,

где NI– расчётная нагрузка на фундамент поIпредельному состояния;

d– диаметр (сторона) сваи ;

dр– высота ростверка и фундамента, не вошедшая в расчёт при

определении NI;

–удельный вес бетона, принимается равным 20 кН/м3.

(св./пог. м)

Определяем расчётное расстояние между осями свай на 1 пог. м стены:

м

Принимаем двухрядное расположение свай в ростверке расстоянием между центрами свай ар=0.51 м;

Расстояние между рядами

м

Ширина ростверка определяется по формуле

м

с0=0.3d+5= 17 см – расстояние от края ростверка до боковой грани свай

m– число рядов (m=2)

Принимаем ростверк 1830500 мм.

Определяем фактическую нагрузку, приходящуюся на одну сваю, по формуле

,

где Q=QP+Qнк,QP– вес ростверка,Qнк – вес надростверковой конструкции (2 ФБС 24.4.6, 2 ФБС 12.4.6)

QP=1.83·1·0.5·24=21.96 кН

Qнк=(3·0.4·0.6+1·0.4·0.3·1) ·22=29.76 кН

Q=21,96+29,76=51,72 кН

Вес грунта на внешнем обрезе ростверка:

Gгр= 1,8·0,615·ср

ср=(16·1+19,5·0,9)/1,9=17,66 кН/м3

Gгр= 1,8·0,615·17,66 = 19,55 кН

От пола подвала

Gп= 0,2·0,615·22 = 2,71 кН

Общий G=19.55+2.71= 22.26 кН

кН

Проверяем условия первого предельного состояния

NСВ=259,16 кН <PCB=280,43 кН- условие выполняется

Для ленточного фундамента АУСЛ= ВУСЛ1 пог. м

Определим ширину условного фундамента по формуле

м

Тогда площадь условного фундамента на 1 пог. м:

АУСЛ= ВУСЛ1=2.664 м2

Объём условного свайного фундамента:

V=2.6649.7=25.84 м3

Объём ростверка:

VP=0.51.831=0.91 м3

Объём части стены подвала, расположенной ниже верха условного фундамента (ниже DL):

Vчсп=0.61.831=1,08 м3

Объём части пола подвала (справа от стены подвала):

Vчпп=0.21.0321=0.20 м3

Объём части подвала, примыкающего к стене и ограниченного справа стороной условного фундамента:

Vчп=1.61.0321=1.65 м3

Объем грунта: Vгр.усл.=Vусл.-Vp-Vчсп-Vчпп-Vчп

Vгр.усл=25.84-0.91-1.08-0.2-1.65=22 м3

Вес грунта в условном фундаменте: Gгр=Vгр.услγср=(Vгр.усл-Vсв) γсрупл

в) Нагрузки от собственного веса всех составных частей условного фундамента и от сооружения:

Объём ростверка и всей надростверковой конструкции , то есть всей стены подвала, включая ее часть, расположенную выше отметки DL:

Q=Qр+Qнк=51.72кН ;

Части пола подвала: Qчпп=Vчппγб=0.222=4.4кН;

Сваи (1,9 сваи рабочей длины lсв =7,4 м):

Qсв=(0,42(7.4-0,3)24+0,420,3(24-10))1.9=53.08 кН;

Грунта в объеме условного фундамента:

Qгр=Vгр.услγ11 ср.усл.;

γ11 ср.усл=кН/ м3;

Gгр.усл=2218.87=415.16 кН;

г) Среднее давление Р под подошвой условного фундамента:

Р=кН

Вычисление расчетного сопротивления Rдля песка мелкого, залегающего под подошвой условного фундамента.

γ'II= γ11 ср.усл=18.16 кН/ м3

γII= γs=20.1 кН/ м3; φ11,s5=28 с6=0кПа;

кПа

γс1=1.2; γс2=1.1; к=1,0

Мγ=1.15; Мq=5.59; Мс=7.95;

Условие P<R(335.46 кПа < 1344.70 кПа) выполняется. Расчет осадки методами, основанными на теории линейного деформирования грунта, можно проводить.

Свайный фундамент под колонны на оси Б.

Принимаем железобетонную забивную сваю сечением 0,40,4 м, стандартной длины L = 6,9 м, С69.40 (ГОСТ 19804.1-79), длина острия 0,25 м. Заделку свай в ростверк принимаем жёсткой и равной 0,1м. Нижний конец сваи забивается в пылеватый песок на глубину 1,6 м.

Определяем несущую способность сваи по формуле:

, где

С– коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемыйС=1;

R– расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа,

принимаемый по таблице 1 (СНиП 2.02.02-85);

А – площадь опирания на грунт сваи, м2,принимаемая по площади

поперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного

сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру, или

по площади сваи-оболочки нетто;

U– наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

fi – расчётное сопротивлениеi-го слоя грунта основания на боковой

поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 2 (СНиП 2.02.02-85);

hi– толщинаi-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью

сваи, м ;

СR,Сf– коэффициенты условий работы грунта соответственно под

нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие

влияние способа погружения сваи на расчётные сопротивления

грунта и принимаемые по таблице 3 (СНиП 2.02.02-85).

Сопротивление грунта по боковой поверхности

для супеси пластичной с IL = 0,643 на средней глубине слоя

z2=3,2 мf2=11,74 кПа;

для суглинка текучепластичного с IL=0,99 на средней глубине слоя

z3=6,0 мf3=6,0 кПа;

для песка пылеватого средней плотности на средней глубине слоя

z4=8,9 мf4=33,45 кПа;

Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи

на глубине 9,8 мR=1495 кПа

кН

Тогда расчётная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту, составит:

кН

к=1,4 – коэффициент безопасности по грунту (зависит от вида

сооружения и погружения сваи).

Определяем количество свай на 1 пог. метр фундамента по формуле:

,

где NI– расчётная нагрузка на фундамент поIпредельному состоянию;

d– диаметр (сторона) сваи ;

dр– высота ростверка и фундамента, не вошедшая в расчёт при

определении NI;

–удельный вес бетона, принимается равным 24 кН/м3.

для одной колонны

Принимаем свайный куст из 9ти свай.

Принимаем минимальное расстояние между сваями 3d = 1.2м

Расстояние от края сваи до края ростверка 0,1м.

B=L=2∙0.2+2∙0.1+1.2∙2 = 3м.

Определяем фактическую нагрузку, приходящуюся на одну сваю, по формуле

,

где Q=QP+Qнк,QP– вес ростверка,Qнк –вес надростверковой конструкцииQP=(32∙0,5+1,22∙0,9+0,42∙1,9) ∙24+(32∙0,42) ∙22=330.32кН

Gгр= 0,6(32-1,96)·18,84 = 79,6 кН

кН

Проверяем условия первого предельного состояния

NСВ=238 кН <PCB=272 кН- условие выполняется

Проверяем давление на грунт под подошвой условного свайного фундамента в плоскости нижних концов свай по формуле:

NII– нормативная вертикальная нагрузка, действующая по обрезу

фундамента

Q– собственный вес ростверка и стеновой части фундамента

G– вес грунта и свай в объёме условного свайного фундамента

АУСЛ– площадь подошвы условного фундамента

Для столбчатого фундамента АУСЛ= Вусл2

Определим ширину условного фундамента по формуле

м

Тогда площадь условного фундамента на 1 пог. м:

Аусл= Вусл2=15,21 м2

Объём условного свайного фундамента:

Vусл=15.21·8,5=129.3м3

Объём свай:

VP=9·0,4·0,4·6,8=9.8 м3

Объём ростверка:

VP=33·0.5=4.5 м3

Объём подколонника:

Vчсп=0.91.21,2=0.86 м3

Объем грунта:

Vгр.усл=129.3-9.8-4.5-0.86=114.14 м3

Нагрузки от собственного веса всех составных частей условного фундамента и от сооружения:

Вес грунта в объеме условного фундамента:

Qгр=Vгр.услγ11 ср.усл.;

γ11 ср.усл= 18,87 кН/ м3;

Qгр= 114,1418,87=2154 кН

Вес свай Qсв=9,824=235,2 кН

Вес ростверка Qр=4,524=108 кН

Вес подколонника Qп-ка=0,8624=20,64 кН

Вес колонны Qкол=0,40,4224=7,68 кН

Вес пола подвала Qпп=(9-0,16)0,224=42,43 кН

Среднее давление Р под подошвой условного фундамента:

Р=кН

Вычисление расчетного сопротивления Rдля песка мелкого, залегающего под подошвой условного фундамента.

γ'II= γ11 ср.усл=18.87 кН/ м3

γII= γs=20.1 кН/ м3; φ11,s5=28 с6=0кПа;

кПа

γс1=1.3; γс2=1.3; к=1,0

Мγ=0.98; Мq=4.93; Мс=7.40;

Условие P<R(260 кПа<1489 кПа) выполняется. Расчет осадки методами, основанными на теории линейного деформирования грунта, можно проводить.