Расчет свайного фундамента

Таблица 1.2 Физические свойства грунтов строительной площадки.

1.1 Характеристика здания

Спортивный зал, габаритные размеры в плане 18х36м, высота м. Конструктивная схема - полный каркас, шаг колонн 6 м.

Стены наружные - панели ж/б с облицовкой листами из пористого металла

Конструкция пола: деревянное покрытие, лаги, ЦП стяжка, бетонная подготовка.

Крыша - плоская. Кровля - рулонная при уклоне до 2,5% с применением биостойких рулонных материалов. Применяется ж/б монолитная плита покрытия с цементной стяжкой и теплоизоляционным материалом.

2. Инженерно-геологические изыскания

2.1 Определение физико-механических характеристик грунтов площадки строительства

Плотность сухого грунта:

Удельный вес сухого грунта:

Степень влажности грунта:

Коэффициент пористости:

Число пластичности:

Показатель текучести:

Удельный вес грунта:

Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды:

;

Удельный вес частиц грунта:

Плотность воды:

Таблица 2.1 Физико-механические свойства грунта

Рисунок 2.1 Ситуационный план здания

Рисунок 2.2 Геологический разрез

Отметка планировки:

.

2.3 Заключение о площадке строительства

Площадки изысканий расположена в г.Ижевске, в административном отношении - в Первомайском р-не г. Ижевска, около строящегося жилого комплекса «Парус». Климат района умеренно-континентальный с продолжительной холодной и многоснежной зимой и коротким теплым летом с хорошо выраженными переходными сезонами - весной и осенью.

В орфографическом отношении территория исследования расположена в восточной части Русской равнины и приурочена к Вятско-Камской возвышенности.

Рельеф площадки практически ровный, со слабым местным уклоном. Отметки поверхности изменяются от 141м до 141,8м (по скважинам). Условия поверхностного водостока удовлетворительные.

Опасные геологические и инженерно-геологические процессы и явления (эрозия, оползни, суффозия, карст и т.п.), которые могли бы отрицательно повлиять на устойчивость поверхностных и глубинных грунтовых массивов изученной территории, отсутствуют.

Район проектируемого строительства в соответствии с СНиП 11-07-81^* не относится к сейсмически опасным. Интенсивность сейсмических воздействий, определенна на основе карт общего сейсмического районирования территории Российской федерации - ОСР-97, составляет:

- до 5 баллов при 90% вероятности не превышения в течение 50 лет;

- 6 баллов при 99% вероятности не превышения в течение 50 лет.

Нормативная глубина промерзания грунтов по данным теплотехнических расчетов согласно СП 50-101-2004 [5] - 1,67 м.

Нормативная глубина промерзания грунтов определена в соответствии с п.12.2.3 СП 50-101-2004 и равна 1,67м.

В соответствии с картой ОСР-97 территория Удмуртии по степени сейсмической опасности относится к 6 категории интенсивности.

Согласно приложению Б. СП 11-105-97 исследуемая территория относится ко II категории сложности инженерно-геологических условий (средней сложности):

а) площадка находится в пределах одного геоморфологического элемента, поверхность слабо наклонная нерасчлененная ;

б) подземные воды не вскрыты;

в) Опасные для строительства геологические и инженерно-геологические процессы в пределах участка изысканий и прилегающей территории проявления не имеют.

3. Выбор глубины заложения подошвы фундамента

Нормативная глубина промерзания:

где

=51,3 - сумма среднемесячных отрицательных температур за зимний период;

= 0,23 м (для суглинков и глин) - величина, принимаемая в зависимости от типа грунта, определяется по СНиП 2.02.01-83*

Получаем =1,65 м.

Расчетная глубина промерзания:

где

k_h - коэффициент, учитывающий тепловое влияние здания; в данном случае центр детского творчества, на лагах по грунту, с t_B = 20C по таблице 1 СНиП 2.02.01 - 83 определяем k_h = 0,6;

тогда d_f = .

Принимаем глубину заложения фундамента d = 1 м.

4. Сбор нагрузок на фундамент

Таблица 4.1. Сбор нагрузок на фундамент

Вес погонного метра наружной стены

G_ст = У ?_i*д_i*H_i = 13,5*0,04*6+25*0,16*6=27,25 кН/м

5. Расчет свайного фундамента

За грунт основания свайного фундамента принимаем глину 4 слой. Сваи забивают без выемки грунта на 0,5 м глубже кровли слоя твердой глины.

Считаем длину сваи: .

Принимаем висячую сваю сплошного квадратного сечения с поперечным армированием ствола с напрягаемой продольной арматурой:

Рисунок 5.1

1 - подъемные петли; 2 - штырь для фиксации места строповки при подъеме на копер.

Марка сваи: СНпр5-30; L=5 м; l=0,25 м; l₁=1,0 м; b=0,3 м, масса сваи = 1150 кг.

Марка используемого бетона по прочности на сжатие М300.

Так как запроектировано общественное здание с полным каркасом, то принимаем свайные фундаменты с монолитным железобетонным ростверком. Марка бетона для ростверка М300. Габаритные размеры принимаем: ширина ростверка - на 20 см больше ширины сваи, т.е. ширина ростверка =0,5м. Размеры ростверка по высоте принимаем 0,5 м.

.

Определяем несущую способность одной висячей сваи по формуле:

где _с - коэффициент условия работы, для забивных свай _с = 1;

_CR = 1- коэффициент условия работы грунта под нижним концом сваи определяется по табл. 3 СНиП 2.02.03-85;

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, определяется по табл. 1 СНиП 2.02.03-85 R= 2240 кН/м², кПа;

А - площадь поперечного сечения ствола сваи, А = а² = 0,09 м²;

U_i - периметр поперечного сечения ствола сваи, U_i = 1,2 м²;

_сfi - коэффициент условия работы грунта по боковой поверхности, для забивных свай принимаемый по табл. 3 СНиП 2.02.03-85 _сfi = 1;

f_i - удельная сила трения по боковой поверхности сваи в зависимости от расстояния природной отметки рельефа до середины слоя принимается по табл. 2 СНиП 2.02.03-85;

По таблице определяем: f₁ = 15кПа; f₂ = 14,4кПа; f₃ = 41,545 кПа; f₄ = 25,57 кПа;

Допускаемая нагрузка на одну сваю:

Где =1,4 - коэффициент по нагружению.

Нагрузка на фундамент под 1 колонну

+G колонны

G колонны = 14,4 кН

Рисунок 5.2 Схема колонн

Нагрузка на фундамент под колонну №

1. N₁ = (8,2 + 11,25)*9 + 27,25*6+14,4 = 352,95 кН

2. N₂ = (8,2 + 11,25)*54+27,25*6+14,4 = 1228,2 кН

3. N₃= (8,2+11,25)*18+27,25*6+14,4 = 528 кН

Количество свай

1. принимаем 2 сваи (угловая)

2. принимаем 4 сваи

3. принимаем 2 сваи (угловая)

6. Проверка прочности грунта под нижним концом сваи

грунт свайный фундамент гидроизоляция

Проверка проводится по самой нагруженной свае №2.

Свайный фундамент приводится к эквивалентному по воздействию на грунт фундаменту на естественном основании.

Средневзвешенный угол внутреннего трения слоев грунта на глубине забивки сваи:

Угол рассеивания напряжений:

Ширина условного фундамента:

Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи:

где _с1=1,2из табл. №3 СНиП 2.02.01-83* и _с2=1,0 - коэффициенты условий работы, табл. №3 СНиП 2.02.01-83*;

k=1.1 - коэффициент, принимается из условия, что прочностные характеристики грунта ( и с) приняты по табл. 1-3 рекомендуемого приложения 1 СНиП 2.02.01-83*;

M = 0,69; M_q = 3,65; M_C = 6,24 по табл.4 СНиП 2.02.01-83*;

C_II = 45,38 кПа;

тогда

Среднее давление на основание:

Условие выполняется.

7. Расчет осадок свайного фундамента по методу послойного суммирования

Осадка определяется по следующей формуле:

где

h_i - толщина i - го слоя;

Е_0i - модуль деформации i - го слоя.

Осадку определяем до тех пор, пока ,т.е. напряжения от внешней нагрузки не должны превышать 20% напряжений от собственного веса грунта.

Рисунок 7.1 Схема устройства висячей сваи и ростверка в грунте

Осадку определяем в табличной форме:

Суммарная осадка по оси E-E:

Таблица 7.1. Расчет осадки методом послойного суммирования

Итого: 1,38

, условие выполняется.

8. Технико-экономические показатели

Таблица 8.1. Технико-экономические показатели

9. Водопонижение и гидроизоляция фундаментов

На данном объекте пробурены скважины глубиной по 5 м. Подземные воды на момент изысканий не вскрыты. Фундамент закладывается на глубину 4,52 м от уровня планировки грунта. В связи с этим котлован в защите от поступления грунтовых вод не нуждается.

От поверхностных и подземных вод стены защищают путем устройства отмосток, укладки горизонтальной гидроизоляции на уровне не ниже 5 см от поверхности отмостки. В качестве вертикальной гидроизоляции используется 2 слоя рубероида на битумной мастике.

Список литературы

1. Далматов Б. И. «Механика грунтов, основания и фундаменты». Москва, Стройиздат 1981г.

2. СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика».

3. СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».

4. СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений».

5. СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

6. Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные сооружения. Москва, Стройиздат 1985г.

7. ФЕР 81-02-07-2001 «Бетонные и железобетонные конструкции сборные».

8. ФЕР 81-02-06-2001 «Бетонные и железобетонные конструкции монолитные».

9. ФЕР 81-02-01-2001 «Земляные работы».

10. ФЕР 81-02-05-2001 «Свайные работы, опускные колодцы закрепление грунтов».

Размещено на Allbest.ru