Определение расчетных характеристик физического состояния грунтов (стр. 5 из 7)

- s_zg,(3) = 118,2 + 10,5·4= 160,2 кПа.

0,2·s_{zg,( 3)}= 0,2·160,2 = 32,04 кПа

Определяем дополнительное давление под подошвой фундамента:

P₀ = 173,13 – 34,025 = 139,105 кПа.

Разбиваем основание под подошвой фундамента на элементарные слои. Толщину элементарного слоя принимаем так, чтобы z = 2Z/b была кратной 0,4:

Z = 0,4·3,0/2 = 0,6 м.

Вычисление значений дополнительного давления (s_zp) будем производить в табличной форме:

№	z	z=2z/b	a	s_zp	s_zpi
2	0	0	1,000	139,105	137,16
	0,6	0,4	0,972	135,21
	1,2	0,8
	1,8	1,2
	2,4	1,6
	3,0	2,0
	3,6	2,4
	4,2	2,8
	4,55	3,03
3	4,8	3,2
	5,35	3,57
	5,4	3,6
	6,0	4,0
	6,6	4,4
	7,2	4,8
	7,8	5,2
	8,4	5,6
	8,45	5,63

2.3.4. Определение границы сжимаемой толщи.

Границу сжимаемой толщи ВС при расчете осадки методом послойного суммирования ограничивают глубиной, на которой дополнительное напряжение (s_zp) составляет не более 20% от природного (s_zp

0,2 s_zg).

Расположение границы ВС определяется графически на пересечении эпюры 0,2s_zg и эпюры s_zp.

2.3.5.Вычисление осадки основания.

Осадка основания в пределах сжимаемой толщи определяется по формуле:

(2.14)

- безразмерный коэффициент, равный 0,8 /2/.

Значение полученной абсолютной конечной осадки сравнивают с величиной предельной допустимой средней осадки (S_U).

Определяем осадку каждого слоя грунта основания в отдельности:

Осадка ИГЭ №2

Осадка ИГЭ №3

Полная осадка фундамента:

м = 4,3см.

S = 4,3 см < S_U = 8 см.

Расчётная схема определения осадки основания приведена на рис.2.4.

Рисунок 2.4. Расчётная схема определения осадки основания.

2.4. Расчет на продавливание плитной части.

Расчетная схема к расчету фундамента на продавливание изображена на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5.Расчётная схема к проверке на продавливание.

b = 3300 мм; l = 4800 мм; А = 15,84 м²;

Определяем вес фундамента и грунта на его уступах с учетом g_f = 1,1 - для железобетона, удельный вес грунта выше подошвы g_f =18,2 кН/м³:

G_f₁ = 1,1·24·(4,8·3,3·0,3+3,6·2,4·0,3+2,7·1,8·0,3+1,5·1,2·2,1)+1,15·18,2·(4,8·3,3·3,51-(4,8·3,3·0,3+3,6·2,4·0,3+2,7·1,8·0,3+1,5·1,2·2,1)) =1232 кН

Определяем значения нагрузки на уровне подошвы фундамента:

кН

M_fI=M₀₁=180 кНм.

Максимальное значение контактного давления:

P_max=4832/15,84+180/12,67=319,257кПа.

Рассмотрим два возможных случая образования пирамиды продавливания:

1. Продавливание от нижней грани колонны.

h₀ = 900 – 50 = 850 мм;b_c = 500 мм; l_c = 600 мм;

b – b_c = 3,3 –0,5 = 2,8 > 2h₀ = 2·0,85=1,7

Площадь продавливающей силы:

А_р =0,5· b·(l - l_c - 2·h₀)-0,25· (b - b_c - 2·h₀)² =

м²

Средняя линия пирамиды продавливания:

b_p = b_c + h₀= 0,5 + 0,85 = 1,35 м

Значение продавливающей силы:

кН

Условие продавливания:

кН <

кН - выполняется.

Прочность на продавливание от колонны обеспечена.

2. Продавливание от второй ступени фундамента:

h₀ = 600 – 50 = 550 мм;b_c = 500 мм; l_c = 600 мм;

b – b_c = 2,4 –0,5 = 1,9 > 2h₀ = 2·0,55=1,1

Площадь продавливающей силы:

А_р =0,5· b·(l - l_c - 2·h₀)-0,25· (b - b_c - 2·h₀)² =

м²

Средняя линия пирамиды продавливания:

b_p = b_c + h₀= 0,5 + 0,55 = 1,05 м

Значение продавливающей силы:

кН

Условие продавливания:

632,13 кН <

кН - выполняется.

Прочность на продавливание обеспечена.

3.ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

3.1. Общие положения.

Расчёт свайных фундаментов производится согласно требованиям [3]. Проектирование свайных фундаментов включает в себя: определение типа свай и свайного ростверка, геометрических размеров свай, ростверка и глубины его заложения, количества свай в ростверке, отвечающих требованиям по несущей способности, жёсткости, долговечности и экономичности.

Расчёт свай и свайного фундамента производится по двум группам предельных состояний п. 3.1 [3].

В курсовой работе при проектировании свайного фундамента необходимо выполнить расчёты по несущей способности грунта основания свай и по осадкам основания свайного фундамента.

При этом под колонны каркасных зданий рекомендуется использовать свайные кусты с монолитным ростверком и монолитном или сборном стаканом.

3.2. Выбор типа сваи и глубины заложения ростверка

3.2.1. Выбор типа сваи.

При реальном проектировании свайных фундаментов тип сваи определяется на основании технико-экономического сравнения вариантов. В курсовой работе рекомендуется рассматривать призматические железобетонные сваи квадратного сечения как наиболее широко используемые в массовом строительстве.

Принимаем призматическую железобетонную сваю квадратного сечения с поперечным сечением 0,4х0,4 м .

Длина сваи определяется исходя из инженерно-геологических условий с учётом длины заделки головы сваи в ростверк.

(3.1)

- глубина заделки сваи в ростверк.

Опирание ростверка – жесткое, т.к. фундамент загружен внецентренно (М ¹ 0).

Глубина заделки сваи в ростверк при жестком опирании ростверка на сваи - 40 см.

- глубина погружения нижнего конца сваи в несущий грунт

Задаемся длиной сваи. Глубина погружения сваи в суглинок мягкопластичный не менее 1м. Расстояние от подошвы ростверка до кровли несущего слоя h = 1.11м:

L = 0.4+4.4+1.11 = 5.91м.

Принимаем сваю длиной 6 м. Марка сваи СУ3-5

3.2.2. Выбор глубины заложения ростверка.

Глубина заложения ростверка определяется исходя из следующих требований:

в зависимости от глубины сезонного промерзания грунтов;
в зависимости от конструктивных особенностей проектируемого сооружения.

Определим глубину сезонного промерзания грунтов аналогично как для фундаментов мелкого заложения:

d_f= 0,9·2,48=2,232м.

Определим глубину заложения ростверка в зависимости от конструктивных особенностей проектируемого сооружения анологично как и фундаментов мелкого заложения

Согласно таблице 2/2/, глубина заложения фундамента в зависимости от глубины расположения уровня подземных вод не зависит от d_f. Как видим, максимальной является глубина заложения фундаментов в зависимости от от конструктивных особенностей проектируемого здания, поэтому окончательно принимаем глубину заложения фундаментов равной

d = 2.4м.

Геометрические особенности проектируемого свайного фундамента представлены на рисунке 3.1.

Рис. 3.1. Схема к определению глубины заложения ростверка

3.3. Определение несущей способности сваи

3.3.1. Несущая способность сваи по материалу

Несущая способность сваи по материалу определяется как сжатой или сжато-изгибаемой стойки, защемлённой на 1/3 в нижних слоях грунта.

Принимаю несущую способность железобетонных свай (Р_А), изготавливаемых по ГОСТ 19804.1-79 сечением 0,4х0,4 м - 2000 кН.

3.3.2. Несущая способность сваи по грунту

В курсовом проекте определяю несущую способность сваи по грунту, используя табличные данные согласно п. 4.2. /4/. В этом случае несущая способность определяется по формуле:

, (3.1)

где g_с- коэффициент работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

g_CR, g_cf - коэффициенты условия работы грунта соответственно под нижним концом сваи и по боковой поверхности, принимаемые по табл. 3/4/;

А - площадь поперечного сечения сваи;

R - расчетное сопротивление сваи под нижним концом сваи, принимаемое по табл. 1 /4/ в зависимости от типа грунта, характеристик его физического состояния, а также от глубины расположения нижнего конца сваи (Z_k);