Промышленное здание в городе Соликамск

47

Курсовая работа

"Промышленное здание в городе Соликамск"

Исходные данные

Требуется рассчитать и запроектировать основания и фундаменты одноэтажного двухпролетного промышленного здания. Габаритные параметры и характеристика условий строительства здания приведены в таблице:

L1, м	L2, м	H1, м	H2, м	Hпр, м	Q1, т	Q2, т	tвн, оС	Район строительства	Мt	Sо, кПа	Wо, кПа
24	24	14,4	18,0	-4,8	5	16	5	Соликамск	59,6	2,0	0,30

Железобетонные колонны основного каркаса имеют шарнирное сопряжение со стальными фермами, шаг колонн каркаса 12 м. Шаг стальных стоек фахверка 6 м.

Инженерно-геологические условия площадки

№ слоя	Тип грунта	Обозн	Толщина слоя, м.
			скв. 1 85,4	скв. 2 86,9	скв. 3 84,8	скв. 4 85,0
1	Почвенно-растительный слой	h0	0,3	0,3	0,3	0,3
2	Суглинок	h1	5,10	5,35	5,40	5,50
3	Суглинок	h2	1,70	1,45	1,50	1,35
4	Пески	h3	Толщина слоя до глубины 20 м не установлена

Исходные показатели физико-механических свойств грунтов

№ слоя	Тип грунта	?п, т/м3	W, %	?s, т/м3	, т/м3	Wр, %	WL, %	kf, см/с	Е, МПа	, кПа	, град
1	Суглинок	1,94	27,8	2,71		22,9	33,9		12,0
2	Суглинок	1,87	28,7	2,73		22,7	27,7		10,0
3	Пески	1,97	21,9	2,67		-	-		30,0

Химический анализ воды

Показатель агрессивности	Значение показателя
Бикарбонатная щелочность ионов HCO3, мг экв/л	-
Водородный показатель pH, мг экв/л	3,3
Содержание, мг/л
агрессивной углекислоты СО2	25
аммонийных солей, ионов NH4+	24
магнезиальных солей, ионов Mg2+	1100
едких щелочей, ионов Na+ и K+	-
сульфатов, ионов SO42-	290
хлоридов, ионов Cl-	3000

Определение нагрузок, действующих на фундаменты

Наиболее нагруженными являются фундаменты по оси М.

Нормативные значения усилий на уровне обреза фундаментов по оси М

Усилие	Нагрузки
	Постоянная	Снеговая	Ветровая	Крановая
Nn, кН	1087,7	288	0	263,1
Мn, кН м	-177,8	-99,8	±324,9	±27,9
Qn, кН	-10,6	-1,9	±50,4	±0,7

Для расчетов по деформациям:

N_{col II}=N_n*?_f=(1087,7+0,9*(288+263,1))*1=1583,7*1=1583,7 кН,

M_{col II}=M_n*?_f=(177,8+0,9*(99,8+324,9+27,9))*1=585,1*1=585,1 кНм,

Q_{col II}=Q_n*?_f=(10,6+0,9*(1,9+50,4+0,7))*1=58,3*1=58,3 кН.

Для расчетов по несущей способности:

N_{col I}=N_n*?_f=1583,7 *1,2=1900,4 кН,

M_{col I}=M_n*?_f=585,1 *1,2=702,1 кНм,

Q_{col I}=Q_n*?_f=58,3 *1,2=70,0 кН.

Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства

Схема планово-высотной привязки здания

Инженерно-геологический разрез I-I с посадкой здания и фундаментов на естественном основании

Показатели свойств и состояния грунта

№ слоя	?d, т/м3	n, %	e	Sr	Ip, %	IL	, кН/м3	?s, кН/м3	?sb, кН/м3	Rусл, кПа
2	1,52	44	0,786	0.74	11	0,45		26,6	9,3	220,72
3	1,45	47	0,89	0.97	5	1,2		26,8	8,89	315,56
4	1,62	39	0,64	0.83	-	-		26,2	9,88	726,8

Слой 2 - Суглинок

Число пластичности: I_P = W_L - W_P = 33,9-22,9 = 11%.

Плотность сухого грунта: ?_d = = = 1,52 т/м³.

Пористость и коэффициент пористости:

n = (1 - ?_d/ ?_s)*100 = (1-1.52/2,71)*100 = 44%,

e = n/(100-n) = 44/(100-44) = 0.786.

Показатель текучести: I_L = = = 0,45

Расчетные значения удельного веса и удельного веса частиц:

?_I = ?_I*g = 1.89*9.81 = 18,5 кН/м³,

?_II = ?_II*g = 1.91*9.81 = 18,7 кН/м³,

?_S = ?_S*g = 2.71*9.81 = 26.6 кН/м³.

Удельный вес суглинка, расположенного ниже УПВ:

?_sb = = = 9.3 кН/м³,

Для определения условного расчетного сопротивления грунта по формуле СНиП 2.02.01-83* принимаем условные размеры фундамента d₁= =d_усл=2 м. и b_усл =1 м. Установим в зависимости от заданных геологических условий и конструктивных особенностей здания коэффициенты. По таблице 3 СНиП 2.02.01-83* принимаем: _c1 = 1,1 для суглинков (0,25<J_L<0,5), _{c 2} =1 для зданий с гибкой конструктивной схемой.

Коэффициент k=1 принимаем по указаниям п.2.41 СНиП 2.02.01-83*.

При _II = 20 по табл. 4 СНиП 2.02.01-83* имеем M = 0,51; M_q = 3,06; M_c = 5,66.

Удельный вес грунта выше подошвы условного фундамента до глубины d_w=0,7 м. принимаем без учета взвешивающего действия воды _II =18,70 кН./м³., а ниже УПВ, т.е. в пределах глубины d = d_усл - d_w =2-0,7=1,3 м. и ниже подошвы фундамента, принимаем _sb = 9.30 кН./м³.; удельное сцепление c_II = 21 кПа.

Вычисляем условно расчетное сопротивление:

=

=(1,1*1/1)*(0,51*1*1*9,3+3,06*(0,7*18,70+(2-0,7)*9,3)+5,66*21)=220,72 кПа.

Полное наименование грунта №2 - это суглинок мягкопластичный

(R_усл = 220,72 кПа., N_{col II max} = 1583,7 кН., Е=12,0 МПа.>10 МПа.)

Слой 3 - Суглинок

Число пластичности: I_P = W_L - W_P = 27,7-22,7 = 5%.

Плотность сухого грунта: ?_d = = = 1,45 т/м³.

Пористость и коэффициент пористости:

n = (1 - ?_d/ ?_s)*100 = (1-1.45/2,73)*100 = 47%,

e = n/(100-n) = 47/(100-47) = 0,89.

Показатель текучести: I_L = = = 1,2

Расчетные значения удельного веса и удельного веса частиц:

?_I = ?_I*g = 1.82*9.81 = 17.8 кН/м³,

?_II = ?_II*g = 1.84*9.81 = 18,0 кН/м³,

?_S = ?_S*g = 2,73*9.81 = 26.8 кН/м³.

Удельный вес суглинка, расположенного ниже УПВ:

?_sb = = = 8,89 кН/м³,

По таблице 3 СНиП 2.02.01-83* принимаем: _c1 = 1,1 для суглинка (J_L > 0,5), _{c 2} =1.

При _II = 19 по табл. 4 СНиП 2.02.01-83* имеем: M=0,47; M_q=2,89; M_c=5,48.

Удельный вес грунта _sb = 8,89 кН./м³.; удельное сцепление c_II = 17 кПа.

Вычисляем условно расчетное сопротивление:

=

=(1,1*1/1)*(0,47*1*1*8,89+2,89*(0,7*18,7+(5,6-0,7)*9,3)+5,48*17)=315,56 кПа.

Полное наименование грунта №3 - суглинок

(R_усл = 315,56 кПа., N_{col II max} = 1583,7 кН., Е=10,0 МПа.>5 МПа.)

Слой 4 - Пески

Число пластичности: I_P = W_L - W_P = -

Плотность сухого грунта: ?_d = = = 1,62 т/м³.

Пористость и коэффициент пористости:

n = (1 - ?_d/ ?_s)*100 = (1-1.62/2,67)*100 = 39%,

e = n/(100-n) = 39/(100-39) = 0,64.

Показатель текучести: I_L = -

Расчетные значения удельного веса и удельного веса частиц:

?_I = ?_I*g = 1.92*9.81 = 18,84 кН/м³,

?_II = ?_II*g = 1.94*9.81 = 19,03 кН/м³,

?_S = ?_S*g = 2.67*9.81 = 26.2 кН/м³.

Удельный вес суглинка, расположенного ниже УПВ:

?_sb = = = 9,88 кН/м³,

По таблице 3 СНиП 2.02.01-83* принимаем: _c1 = 1,25 для песков мелких,

_{c 2} =1,0.

При _II = 35 по табл. 4 СНиП 2.02.01-83* имеем: M=1,68; M_q=7,71; M_c=9,58.

Удельный вес грунта _sb = 9,88 кН./м³.; удельное сцепление c_II = 1,0.

Вычисляем условно расчетное сопротивление:

=

=(1,25*1/1)*(1,68*1*1*9,88+7,71*(0,7*18,7+(5,6?0,7)*9,3+1,5*8,89)+

+9,58*1)=726,8 кПа.

Полное наименование грунта №4 - пески

(R_усл = 726,8 кПа., N_{col II max} = 1583,7 кН., Е=30 МПа.>10 МПа.)

Заключение

В целом площадка пригодна для возведения здания. Рельеф площадки спокойный с небольшим уклоном в сторону скважины 3. Грунты имеют слоистое напластование, с выдержанным залеганием пластов (уклон кровли не превышает 2%). Все грунты имеют достаточную прочность, невысокую сжимаемость и могут быть использованы в качестве оснований в природном состоянии. Грунтовые воды расположены на небольшой глубине, что значительно ухудшает условия устройства фундаментов: при заглублении фундаментов более 0,70 м. необходимо водопонижение; возможность открытого водоотлива из котлованов, разработанных в суглинке, должна быть обоснована проверкой устойчивости дна котлована (прорыв грунтовых вод со стороны слоя суглинок); суглинок, залегающий в зоне промерзания является пучинистым грунтом, поэтому глубина заложения фундаментов наружных колонн здания должна быть принята не менее расчетной глубины промерзания суглинка. При производстве работ в зимнее время необходимо предохранение основания от промерзания.

Целесообразно рассмотреть следующие возможные варианты фундаментов и оснований:

1) фундамент мелкого заложения на естественном основании - суглинке;

2) фундамент на распределительной песчаной подушке (может быть достигнуто уменьшение размеров подошвы фундаментов и расчетных осадок основания);

3) свайный фундамент из забивных висячих свай; несущим слоем может служить слой №4, пески.

Следует предусмотреть срезку и использование почвенно-растительного слоя при благоустройстве и озеленении застраиваемого участка (п. 1.5 СНиП 2.02.01-83*).

Расчет и проектирование варианта фундамента на естественном основании

Проектируется монолитный фундамент мелкого заложения на естественном основании по серии 1.412-2/77 под колонну, расположенную по осям Л-5, для исходных данных, приведенных выше.

Определение глубины заложения фундамента

Первый фактор - учет глубины сезонного промерзания грунта. Грунты основания пучинистые, поэтому глубина заложения фундамента d от отметки планировки DL должна быть не менее расчетной глубины промерзания. Для t^вн = 10 и грунта основания, представленного суглинком, по СНиП 2.02.01-83*:

d d_f = K_hd_fn = K_hd₀ = 0,80,23= 1,45 м.

Коэффициент K_h = 0,8 принят как уточненный при последующем расчете в соответствии с указаниями, примечания к табл. 1 СНиП 2.02.01-83* (расстояние от внешней грани стены до края фундамента a_f = 1,1 м > 0,5 м).

Второй фактор - учет конструктивных особенностей здания. Для заданных размеров сечения двухветвевой колонны 1400х600 мм. и необходимой глубины ее заделки в стакан (1200 мм.) по серии 1.412-2/77 требуется подколонник типа Д площадью сечения 2100х1200 мм. Минимальный типоразмер высоты фундамента для указанного типа подколонника H_ф = 1,8 м. Таким образом, по второму фактору требуется d = H_ф + 0,15 = 1,8 + 0,15=1,95 м.

Третий фактор - инженерно-геологические и гидрогеологические условия площадки. С поверхности на большую глубину залегает слой 2, представленный достаточно прочным малосжимаемым суглинком (R_усл = 220,72 кПа). Подстилающие слои 3 и 4 по сжимаемости и прочности не хуже среднего слоя. В этих условиях, учитывая высокий УПВ, глубину заложения подошвы фундамента целесообразно принять минимальную, однако достаточную из условий промерзания и конструктивных требований.

С учетом всех трех факторов, принимаем глубину заложения от поверхности планировки (DL) с отметкой d =1,95 м., Н_ф = 1,8 м. Абсолютная отметка подошвы фундамента (FL) составляет - 83,45 м., что обеспечивает выполнение требования о минимальном заглублении в несущий слой. В самой низкой точке рельефа заглубление в несущий слой 2 от отметки природного рельефа (NL) равной 84,80 м. составляет: 84,80 - 83,45 = 1,35 м.

Определение площади подошвы фундамента

Площадь А_тр подошвы фундамента определяем по формуле:

А_тр = N_{col II} / (R_усл - _mtd) = 1583,7 / (220,72 - 201,80) = 8,58 м².,

где _mt = 20 кН. / м³. - (без учета подвала) средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах.

Выбор фундамента и определение нагрузки на грунт

Принимаем фундамент ФД 13-2 с размерами подошвы l = 4,2 м., b = 3,6 м., тогда А = l b = 15,12 м²., Н_ф = 1,8 м., объём бетона V_fun = 10,9 м³.

Вычисляем расчетные значения веса фундамента и грунта на его уступах:

G_{fun II} = V_{fun b f} = 10,9 251 = 275,5 кН.;

V_g = lbd - V_fun = 15,12 1,80 - 10,9 = 16,32 м³.;

G_{g II} = (lbd - V_fun) _{II f} =16,32*0,95*18,7*1= 305,11 кН.

Все нагрузки, действующие на фундамент, приводим к центру тяжести подошвы:

N_{tot II} = 1583,7 + 275,5+ 305,11 = 2164,3 кН.;

M_{tot II} = 585,1 + 58,3 1,8 = 690,00 кНм.;

Q_{tot II} = Q_{col II} = 58,3 кН.

Расчетное сопротивление грунта

Уточняем расчетное сопротивление R для принятых размеров фундамента (b = 3,6 м., l = 4,2 м., d = 1,8 м.):

R=(1,1*1/1)*(0,51*3,6*1*9,3+3,06*(0,7*18,70+(1,8?0,7)*9,3)+5,66*21)=

=228 кПа.

Давление на грунт под подошвой фундамента

Определяем среднее P_{II mt}, максимальное P_{II max} и минимальное P_{II min} давления на грунт под подошвой фундамента:

= N_{tot II}/А ± M_{tot II}/W = 2164,3 /15,12 ± 690 ?6/3,6?4,2² =

=(143,2 ± 65,2) кПа.

P_{II max} = 208,4 кПа. < 1,2R = 1,2 228 = 273,6 кПа.;

P_{II min} = 78,00 кПа. > 0.

Т.к. грузоподъемность мостового крана Q = 16 т. < 75 т., то отношение проверять не требуется.

P_{II mt} = 2164,3 /15,12 =143,2 кПа. < R = 228 кПа.

Все условия ограничения давлений выполнены.

Чертеж фундамента и эпюра контактных давлений по его подошве

Расчет осадки методом послойного суммирования

Для расчета осадки фундамента методом послойного суммирования составляем расчетную схему, совмещенную с геологической колонкой по оси фундамента Л-5.

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента при планировке срезкой в соответствии с п.1 прил. 2 СНиП 2.02.01-83*:

_zg,0 = [_IId_w + _{sb II} (d - d_w)] = [18,70,7 + 9,3 (1,8 - 0,7)] = 23,32 кПа.

Дополнительное вертикальное давление на основание от внешней нагрузки на уровне подошвы фундамента:

_{zp 0} = P₀ = P_{II mt} - _zg,0 = 143,2 - 23,32 = 119,88 кПа.

Соотношение сторон подошвы фундамента: ?=l/b=4,2/3,6=1,17.

Значения коэффициента устанавливаем по табл. 1 прил. 2 СНиП 2.02.01-83*.

Для удобства пользования указанной таблицей из условия: принимаем толщину элемента слоя грунта h_i = 0,2 b = 0,2 3,6 = 0,72 м.

Дальнейшие вычисления сводим в таблицу.

Определение осадки

zi, м.		zi + d, м.		zp = P0, кПа.	zg = zg,0 + + sb,i ziт, кПа.	0,2zg, кПа.	Е, кПа.
0	0	1,80	1,000	119,88	23,32	4,66	12000
0,72	0,4	2,52	0,966	115,80	30,02	6,00	12000
1,44	0,8	3,24	0,824	98,78	36,71	7,34	12000
2,16	1,2	3,96	0,644	77,20	43,41	8,68	12000
2,88	1,6	4,68	0,490	58,74	50,10	10,02	12000
3,60	2,0	5,40	0,375	44,96	56,80	11,36	12000
4,32	2,4	6,12	0,291	34,89	63,50	12,70	10000
5,04	2,8	6,84	0,230	27,57	70,19	14,04	10000
5,76	3,2	7,56	0,185	22,18	76,89	15,38	30000
6,48	3,6	8,28	0,152	18,22	83,58	16,72	30000
7,20	4,0	9,00	0,126	15,10	90,28	18,06	30000
7,92	4,4	9,72	0,107	12,83	96,98	19,40	30000
8,64	4,8	10,44	0,091	10,91	103,67	20,73	30000

Граница верхнего и среднего слоя условно смещена до глубины z_i = 3,6 м. от подошвы (фактическое положение на глубине z = 3,8 м.), а граница слоя №3 и слоя №4 смещена до глубины z_i = 5,04 м. от подошвы (фактическое положение на глубине z = 5,3 м.). На глубине H_c = 7,20 м. от подошвы фундамента выполняется условие СНиП 2.02.01-83 (прил. 2, п.6) ограничения глубины сжимаемой толщи основания (ГСТ):

_zp= 15,10 кПа. 0,2_zg = 18,06 кПа.,

поэтому послойное суммирование деформаций основания производим в пределах от подошвы фундамента до ГСТ.

Осадку основания определяем по формуле:

S=??h???_zp,i/E_i=0,8?0,6?[1/12000?(119,88?0,5+115,8+98,78+77,20+

+58,74+44,96?0,5)++1/10000?(44,96?0,5+34,89+27,57?0,5)+ +1/30000?(27,57?0,5+22,18+18,22+15,10?0,5)] =0,022 м. = 2,2 см.

Условие S = 2,2 см. < S_u = 8,0 см. выполняется (значение S_u = 8,0 см. принято по таблице прил. 4 СНиП 2.02.01-83*).

Расчетная схема распределения напряжений в основании фундамента по оси Л-5

Расчет и проектирование варианта фундамента на искусственном основании, в виде песчаной распределительной подушки

Глубина заложения фундамента

Аналогично фундаменту на естественном основании назначаем глубину заложения фундамента d = 1,80 м. Принимаем для устройства подушки песок среднезернистый, плотный, имеющий проектные характеристики:

E = 45 МПа.; е= 0,50; _II = 20,2 кН. / м³.; _n,sb = 10,7 кН./м³.

Определение требуемой площади подошвы фундамента

Для определения площади А_тр подошвы фундамента принимаем расчетное сопротивление R₀ = 500 кПа, материала песчаной подушки, среднезернистого песка.

Тогда А_тр = 1583,7/(500-20,0?1,8) = 3,41 м².

Выбор фундамента и определение нагрузки на грунт

В соответствии с требуемой величиной площади подошвы А_тр = 3,41м². и высотой фундамента Н_ф = 1,8 м., подбираем типовой фундамент серии 1.412-2/77.

Принимаем фундамент ФД 8-2, размеры которого l = 2,7 м., b = 2,4 м., А = 6,48м²., Н_ф = 1,8 м.; объем бетона V_fun = 5,7 м³.

Вычисляем расчетное значение веса фундамента и грунта на его уступах:

G_fun = V_funbf = 5,7251 = 142,5 кН.;

V_g = lbd - V_fun = 2,72,41,80 - 5,7 = 5,96 м³.;

G_{g II} = V_g K_{рз II f} = 5,960,9518,71 = 105,88 кН.

Все нагрузки, действующие на фундамент, приводим к центру тяжести подошвы:

N_{tot II} = 1583,7+142,5+105,88 = 1832,08 кН.;

M_{tot II} = 585,1 + 58,3 1,8 = 690,0 кНм.;

Q_{tot II} = Q_{col II} = 58,3кН.

Расчетное сопротивление грунта

Уточняем расчетное сопротивление R песка подушки для принятых размеров фундамента (b = 2,4 м.; l = 2,7 м.; d = 1,80 м.):

R = 500(1 + 0,125 (2,4 - 1)/1)(1,8 + 2)/(22) = 558,13 кПа.

Давление на подушку под подошвой фундамента.

Определяем среднее P_{II mt}, максимальное P_{II max} и минимальное P_{II min} давления на распределительную песчаную подушку фундамента:

P_{II max}=N_{tot II} /(l?b)+M_{tot II} /(l² ?b)= 1832,08 /(2,7?2,4)+ 690 ?6/(2,7²?2,4)=

=519,4 кПа.,

P_{II min}=N_{tot II} /(l?b) - M_{tot II} /(l² ?b)= 1832,08 /(2,7?2,4) - 690 ?6/(2,7²?2,4)=

=46,1 кПа.,

P_{II max} = 519,4 кПа. < 1,2?R = 1,2?558,13 = 669,76 кПа.,

P_{II min} = 46,1 кПа. > 0,

P_{II mt} = 1832,08 /(2,7?2,4) = 282,73 кПа. < R = 558,13 кПа.

Все требования по ограничению давлений выполнены.

Определение толщины распределительной подушки

Назначаем в первом приближении толщину песчаной подушки h_п = 0,9 м. Проверяем выполнение условия _zp + _zg R_z, для этого определяем при z = h_п = 0,9 м.:

а) _zg = _IId_w + _{sb II}(d - d_w) + _{sb н} z = 18,7 0,7 + 9,3 (1,8 - 0,7) +

+ 10,7 0,9 = 32,95 кПа.;

б) _zp = (P_{II mt} - _{zg, 0}) = 0,836 (282,73 - 23,32) = 216,87 кПа.,

где _{zg, 0} = _II d_w + _{sb II} (d - d_w)=18,7 0,7 + 9,3 (1,8 - 0,7) = 23,32 кПа.;

= 0,836 для и .

Коэффициент определен интерполяцией из табл. 1 прил. 2 к СНиП 2.02.0-83*.

в) A_z = N_{tot II} /_zp = 1832,08 /216,87 = 8,45 м².;

м.; b_z = (8,45+0,15²)^0,5 - 0,15=2,73 м.

R_z=(1,1?1/1)?(0,51?1?2,73?9,3+3,06 (0,7?18,7+1,1?9,3+0,9?10,7)+

+5,66?21)=255,83 кПа.

_zg + _zp = 32,95 + 216,87 = 249,82 кПа. < R_z = 255,83 кПа.

Условие проверки выполняется.

Расчет осадки методом послойного суммирования

Для расчета осадки фундамента методом послойного суммирования составляем расчетную схему, совмещенную с геологической колонкой по оси фундамента М-5.

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента при планировке срезкой в соответствии с п.1 прил. 2 СНиП 2.02.01-83*:

_{zg, 0} = _II d_w + _{sb II} (d - d_w)=18,7 0,7 + 9,3 (1,8 - 0,7) = 23,32 кПа.

Дополнительное вертикальное давление на основание от внешней нагрузки на уровне подошвы фундамента:

_{zp 0} = P₀ = P_{II mt} - _zg,0 = 282,73 - 23,32 = 259,41 кПа.

Соотношение сторон подошвы фундамента: .

Значения коэффициента устанавливаем по табл. 1 прил. 2 СНиП 2.02.01-83*.

Для удобства пользования указанной таблицей из условия: принимаем толщину элемента слоя грунта h_i = 0,2 b = 0,2 2,4 = 0,48 м.

Дальнейшие вычисления сводим в таблицу.



zi, м.		zi + d, м.		zp = P0, кПа.	zg = zg,0 + + sb,i ziт, кПа.	0,2zg, кПа.	Е, КПа.
0,00	0	1,80	1	259,41	23,32	4,66	45000
0,48	0,4	2,28	0,965	250,33	27,78	5,56	45000
0,96	0,8	2,76	0,815	211,42	32,25	6,45	45000
1,44	1,2	3,24	0,629	163,17	36,71	7,34	12000
1,92	1,6	3,72	0,475	123,22	41,18	8,24	12000
2,40	2,0	4,20	0,360	93,39	45,64	9,13	12000
2,88	2,4	4,68	0,278	72,12	50,10	10,02	12000
3,36	2,8	5,16	0,219	56,81	54,57	10,91	12000
3,84	3,2	5,64	0,176	45,66	59,03	11,81	12000
4,32	3,6	6,12	0,144	37,36	63,50	12,70	10000
4,80	4,0	6,60	0,120	31,13	67,96	13,60	10000
5,28	4,4	7,08	0,101	26,20	72,42	14,49	10000
5,76	4,8	7,56	0,085	22,05	76,89	15,38	30000
6,24	5,2	8,04	0,075	19,46	81,35	16,27	30000
6,72	5,6	8,52	0,065	16,86	85,82	17,16	30000
7,20	6,0	9,00	0,057	14,79	90,28	18,06	30000
7,68	6,4	9,48	0,050	12,97	94,74	18,95	30000

Граница распределительной подушки и верхнего слоя суглинка условна смещена до глубины z_i = 0,96 м. от подошвы фундамента (фактическое положение на глубине z = 0,90 м.), граница верхнего и среднего слоев - до глубины zi = 3,84 м. (фактическое положение на глубине z = 3,8 м.), а граница суглинка и глины смещена до глубины zi = 5,23 м. от подошвы (фактическое положение на глубине z = 5,3). На глубине Hc = 6,72 м. от подошвы фундамента выполняется условие СНиП 2.02.01-83* (прил. 2, п.6) ограничения глубины сжимаемой толщи основания (ГСТ):

_zp= 16,86 кПа. 0,2_zg = 17,16 кПа.,

поэтому послойное суммирование деформаций основания производим в пределах от подошвы фундамента до ГСТ.

Осадку основания определяем по формуле:

S=??h???_zp,i/E_i=0,8?0,48?[1/45000?(259,41?0,5+250,33+211,42?0,5)+

+1/12000??(211,42?0,5+163,17+123,22+93,39+72,12+56,81+45,66?0,5)+

+1/10000?(45,66?0,5+37,36+31,13+26,20?0,5)+

+1/30000?(26,20?0,5+22,05+19,46+16,86?0,5)]=0,028м.=2,8см.

Условие S =2,8 см. < S_u = 8,0 см. выполняется (значение S_u = 8,0 см. принято по таблице прил. 4 СНиП 2.02.01-83*).

Расчет и проектирование свайного фундамента

Рассмотрим вариант свайного фундамента из забивных свай сечением 300x300 мм., погружаемых дизельным молотом.

Глубина заложения подошвы ростверка

Назначаем глубину заложения подошвы ростверка:

Расчетная глубина промерзания грунта от поверхности планировки DL равна d_f = 1,45 м.

По конструктивным требованиям, также как и для фундамента на естественном основании верх ростверка должен быть на отметке - 0,150, размеры подколонника (стакана) в плане l_cf x b_cf = 2100 x 1200 мм., глубина стакана d_p = 1250 мм. Если принять в первом приближении толщину дна стакана (в последующем она должна быть уточнена проверкой на продавливание колонной) равной h_p =500 мм., то минимальная высота ростверка должна быть:

h_r d_p + h_p = 1750 мм. = 1,75 м.

Для дальнейших расчетов принимаем большее из двух значений (1,58 м. и 1,75 м.), т.е. h_r = 1,8 м. (кратно 150 мм.), что соответствует глубине заложения - 1,95 м. (абс. отм. +83,45).

Необходимая длина свай

В качестве несущего слоя висячей сваи принимаем песок мелкий (слой №4), тогда необходимая длина сваи должна быть не менее:

l_св=h₁+h₂+h₃=0,05+5,15+1 = 6,20 м.

Принимаем типовую железобетонную сваю С-7-30 (ГОСТ 19804.1-79*) квадратного сечения 300 х 300 мм., длиной L = 7 м. Класс бетона сваи В20. Арматура из стали класса 4 10АIII, объем бетона 0,64 м³., масса сваи 1,60 т., толщина защитного слоя а_в = 20 мм.

Несущая способность одиночной сваи

Определяем несущую способность одиночной сваи из условия сопротивления грунта основания по формуле (8) СНиП 2.02.03-85*:

F_d = _C (_CR R A + u_cf f_i h_i).

В соответствии с расчетной схемой сваи устанавливаем из табл. 1 СНиП 2.02.03-85* для песков при z = 10,15 м. расчетное сопротивление R=4075 кПа. Для определения fi расчленяем каждый однородный пласт грунта (инженерно-геологический элемент) на слои Li 2 м. и устанавливаем среднюю глубину расположения z_i каждого слоя, считая от уровня природного рельефа (отн. отм. +1,250). Затем по табл. 2 СНиП 2.02.03. - 85*, используя в необходимых случаях интерполяцию, устанавливаем:

для суглинка при J_L = 0,45 и z₁ = 4,20 м. f₁ = 23,5 кПа.;

для суглинка при J_L = 0,45 и z₂ = 6,025 м. f₂ = 26,50 кПа.;

для суглинка при J_L = 1,2 и z₃ = 7,60 м. f₃ = 6,00 кПа.;

для песков и z₄ = 9,25 м. f₄ = 62,75 кПа.

Площадь опирания сваи на грунт А=0,3х0,3=0,09м²., периметр U=0,34=1,2 м. Для сваи сплошного сечения, погружаемой забивкой дизельным молотом, по табл. 3 СНиП 2.02.03-85* _CR = _Cf =1, _С = 1.

Тогда:

F_d=1[140750,09 + 1,21(23,52,0 + 26,501,65 + 6,0001,50 +62,751,80)]= =609,50 кН.

Требуемое число свай

Определяем требуемое число свай в фундаменте в первом приближении при N_{col I} = 1900,4 кН.:

n=1900,4 ?1,4?1,3?0,95/[609,50 - 20?1,8?(3?0,3)²?1,4]=5,79.

Принимаем n = 6.

Размещение свай в кусте

Размещаем сваи в кусте по типовой схеме. Окончательно размеры подошвы ростверка назначаем, придерживаясь унифицированных размеров в плане, кратных 0,3 м., и по высоте, кратных 0,15 м.

Вес ростверка и грунта на его уступах

Определим вес ростверка и грунта на его уступах.

Объем ростверка: Vr = 31,80,9 + 2,11,2 0,9 = 7,13 м³.;

Объем грунта: Vgr = 32,11,8 - Vr = 4,21 м³.

Вес ростверка и грунта:

Gr+Ggr=(Vrb + VgrKрзII)f =(7,1325 + 4,210,9518,7) 1,2 = 303,65 кН.

Определение окончательных нагрузок

Все действующие нагрузки приводим к центру тяжести подошвы ростверка:

Ntot I = Ncol I + Gr I + Ggr I = 1900,4 + 303,65 = 2204,1 кН.;

Qtot I = Qcol I = 70,0 кН.;

Mtot I = Mcol I + Qtot IHr = 702,1 + 70 1,8 = 828,1 кН.м.

Проверка нагрузок на крайние сваи

Определяем расчетные нагрузки, передаваемые на крайние сваи в плоскости подошвы ростверка по формуле (3) СНиП 2.02.03-85*:

N_{I max} = 2204,1 /6+828,1 ?1,25/4?1,25² = 532,97 кН.;

N_{I min} = 2204,1 /6-828,1 ?1,25/4?1,25² =201,73 кН.

Проверяем выполнение условий:

N_{I max} = 532,974 кН.<1,2? F_d /_k?_n = 1,2?609,50 /1,4?0,95=549,9 кН.;

N_{I mt} = 367,35 кН.< F_d /_k?_n = 609,50 /1,4?0,95 = 458,27 кН.;

N_{I min} = 201,73 кН. > 0

Коэффициент надежности по назначению здания _n = 0,95 принят в соответствии со СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздейсвия».

Предварительная проверка все сваи по прочности материала

Выполним предварительную проверку сваи по прочности материала по графикам и указаниям учебного пособия.

Определяем коэффициент деформации :

.

Начальный модуль упругости бетона класса В20, подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении, по табл. 18 СНиП 2.03.01-84*, Е_b=2410³МПа. Момент инерции поперечного сечения сваи:

.

Условная ширина сечения сваи b_p = 1,5d_св + 0,5 = 1,50,3 + 0,5 = 0,95м. Коэффициент пропорциональности k по табл. 1 прил. 1 к СНиП 2.02.03-85* для песков (е = 0,65), принимаем k = 17МН./м⁴. Коэффициент условий работы _с = 1.

?_? = (17?0,95/1?24?10³?0,675?10^-3)0,2 = 0,999 м^-1.;

Глубина расположения условной заделки сваи от подошвы ростверка:

l₁ = 2/?_? = 2/0,999 = 2,00 м.

В заделке действуют усилия: продольная сила N_{I max} = 532,97 кН.; изгибающий момент М_I = Q_{tot I}?l₁/n = 70 ?2,00/6 = 23,33 кН.м.

Точка, соответствующая значениям указанных усилий, лежит на графике ниже кривой для принятой сваи (сечение 300х300, бетон класса В20, продольное армирование 410АIII), следовательно, предварительная проверка показывает, что прочность сваи по материалу обеспечена.

Расчет ростверка на продавливание колонной

Класс бетона ростверка принимаем В20, тогда R_bt = 0,90 МПа. (табл. 13 СНиП 2.03.01-84*). Рабочую высоту сечения принимаем h₀ = 50 см.

Расчетное условие имеет следующий вид:

;

Размеры b_col = 600 мм., h_col = 1400 мм., c₁ = 400 мм. и c₂ = 200 мм. показаны на рис., коэффициент надежности по назначению _n = 0,95.

Определяем коэффициент , учитывающий частичную передачу продольной силы на плитную часть ростверка через стенки стакана, для чего предварительно определяем площадь боковой поверхности заделанной в стакан части колонны А_f (по наружному обводу обоих ветвей).

A_f = 2 (b_col + h_col) h_g = 2 (0,6 + 1,4)1,25 = 5,00 м².;

?=1-0,4?R_bt?А_f/N_{col I}=1-0,4?0,9?10³?5,00 /2649,6 =0,32<0,85.

Принимаем = 0,85.

Значения реакций по верхней горизонтальной грани:

а) в первом ряду от края ростверка со стороны наиболее нагруженной его части:

F₁=N_colI/n+M_colI?y₁/?y_i²=1900,4 /6+702,1 ?1,25/4?1,25²=457,15 кН.

Величина продавливающей силы определяется по формуле:

F_per =2??F_i =2?(F₁+2?F₂)=2?(457,15 +2?0)=914,3 кН.

Предельная величина продавливающей силы, которую может воспринять ростверк с принятой толщиной дна стакана:

F= (2?h₀?R_bt/?)?[h₀?(b_col + c₂₎/c₁ +h₀?(h_col + c₁₎/c₂] =

=(2?0,5?0,9?10³/0,85)?[0,5?(0,6+0,2)/0,4+0,5?(1,4+0,4)/0,2]=

=5823,4 кН.> _n? F_per = 0,95? 914,3 =868,59 кН.,

т.е. прочность ростверка на продавливание колонной обеспечена.

Расчет свайного фундамента по деформациям

Выполним расчет свайного фундамента по деформациям на совместное действие вертикальной и горизонтальной нагрузок и момента по формуле 14 прил. 1 к СНиП 2.02.03-85*:

проверяем выполнение условия:

Горизонтальная нагрузка на голову сваи равна:

H₁=Q_totI ?_n /n =70/6=11,67 кН.

Коэффициент деформации ?_? = 0,999 м^-1. Условная ширина сечения сваи b_p = 0,95 м. Прочностной коэффициент пропорциональности, для суглинка мягкопластичного (J_L = 0,45), по табл. 1 прил. 1 СНиП 2.02.03-85* равен: a = 64,4 кН./м³.

Приведенное значение продольной силы для приведенной глубины погружения сваи в грунт = l ?_? = 6,950,999 = 6,95 > 4 определяем по табл. 2 прил. 1 к СНиП 2.02.03-85* (шарнирное сопряжение сваи с ростверком) при l = 4 и z_i = 0. Получаем = 0,409, тогда:

H_el=0,409?64,4?0,95/0,999² =25,07 кН.

Так как сила H_el = 25,07 кН. > _nH_I = 11,67 кН., то расчет ведем по первой (упругой) стадии работы системы свая-грунт.

При шарнирном опирании низкого ростверка на сваи М₀=0 и =0, следовательно, формулы (30) и (31) по п.12 прил. 1 к СНиП 2.02.03-85* примут вид:



Определяем перемещение в уровне подошвы ростверка от единичной горизонтальной силы Н_II =1:

?_нн = А₀/?_?³?Е_b?I= 2,441/0,999³?24?10⁶?0,675?10^-3 =0,000151 м./кН.,

?_мн = В₀/?_?³?Е_b?I= 1,621/0,999³?24?10⁶?0,675?10^-3 =0,000100 м./кН.,

где безразмерные коэффициенты А₀ и В₀ приняты по табл. 5 прил. 1 к СНиП 2.02.03-85* для приведенной глубины погружения сваи = 4 м.

U₀=U_p=Q_totII??_нн/n =70 ?0,000151/6=0,0018 м.,

?0=?p =QtotII??мн/n =70 ?0,000100/6=0,0012 рад.

Так как U_p = 0,18 см. < U_u = 1см., условие ограничения горизонтального перемещения головы сваи выполнено.

Расчет устойчивости основания

Выполним расчет устойчивости основания, окружающего сваю по условию (25) прил. 1 к СНиП 2.02.03-85*, ограничивающему расчетное давление ?_z, передаваемое на грунт боковыми поверхностями сваи:

Здесь расчетный удельный вес грунта с учетом взвешивания в воде (для слоя 2)_I = _sb = 9,3 кН./м³.; ?_I = 18⁰; c_I = 14 кПа.; коэффициент = 0,6 (для забивных свай); коэффициент ?₁ = 0,7. При установлении значения коэффициента ?₂ по формуле (26) прил. 1 к СНиП 2.02.03-85*, используем данные табл. 5, из которой следует, что момент от внешних постоянных нагрузок в сечении на уровне нижних концов свай составит для оси Л:

М_с = 117,8 + 10,6 8,75= 210,55 кН.м.

Момент от временных нагрузок в том же сечении составит:

М_t = 99,8 + 324,9 + 27,9 + (1,9 + 50,4 + 0,7) 8,75 = 916,35 кН.м.;

?₂ = (М_с +М_t)/(n?М_с +М_t)= (210,55 +916,35)/(2,5?210,55 +916,35)=0,80

Расчетное давление на грунт ?_z, кПа., определяем по формуле (36) и указаниям п.13 прил. 1 к СНиП 2.02.03-85*:

,

для глубины , так как > 2,5;

откуда Z=0,85/0,999=0,85, а = 0,85.

Для этой приведенной глубины по табл. 4 прил. 1 СНиП 2.02.03-85* имеем:

А₁ = 0,996; В₁ = 0,849; С₁ = 0,363; D₁ = 0,103.

?_z = (17000/0,999)?0,85?(1,8?10^-3?0,996-1,2?10^-3?0,849/0,999+

+0+11,92?0,103/0,999³?24?10⁶?0,675?10^-3) = 12,28 кПа.

Как видно, _n??_z=0,95?12,28=11,67 кПа.<(?_z)_u=

=(0,7?0,80?4/cos18⁰)?(9,3?0,85?tg18⁰+0,6?14)=

=25,98 кПа.,

т. е. устойчивость грунта, окружающего сваю, обеспечена.

Несущая способность сваи по прочности материала

Определим несущую способность сваи по прочности материала. Характеристики сваи: Rb =11,5 МПа.; Rsc = Rs = 365 МПа.; b=dсв =30 см.; а=а'=3 см.; h₀ = dсв - а' = 30 - 3 = 27 см.; Аs = Аs' = 4,52/2 = 2,26 см².

Из формулы (37) прил. 1 к СНиП 2.02.03-85* для указанных характеристик сваи получаем следующее выражение для определения моментов Мz в сечениях сваи на разных глубинах z от подошвы ростверка:

M_z=34,92?A₃-23,30?B₃+14,32?D₃.

Результаты дальнейших вычислений, имеющих целью определение Мz max, сводим в табл., причем при назначении Z используем соотношение = Z , в котором значения Z принимаем по табл. 4. прил. 1 к СНиП 2.02.03-85*.

Результаты вычислений изгибающих моментов

Zi, м.		A3	B3	D3	Mz, кН.м.
0,48	0,48	-0,021	-0,005	0,999	11,48
0,96	0,96	-0,167	-0,083	0,975	13,70
1,43	1,43	-0,455	-0,319	0,866	10,08
1,91	1,91	-1,118	-1,074	0,385	5,37
2,39	2,39	-2,141	-2,663	-0,949	1,94

Как видно из таблицы, МzmaxI=13,7 кН.м. действует на глубине z =0,96 м.

Эксцентриситеты продольной силы для наиболее и наименее нагруженных свай составляют соответственно:

е₀₁= Мz max I / N max I = 13,7/532,97 = 2,5 см.,

е₀₂= Мz max I / N min I = 13,7/201,73= 6,8 см.

Определим значения случайных эксцентриситетов по п.1.21.СНиП 2.03-01-84* для расчетной длины l₁ = 2/?_? = 2/0,999 = 2м. и поперечного размера сваи dсв = 30 см.:

е_a1= l₁/600 =200/600 = 0,33 см.,

Так как полученные значения эксцентриситетов е₀₁ и е₀₂ больше е_ai, оставляем эти значения для дальнейшего расчета свай по п.3.20 СНиП 2.03.01-84*.

Находим расстояния от точек приложения продольных сил NmaxI и NminI до равнодействующей усилий в арматуре S:

е₁= е₀₁+(h₀-а')/2 = 2,5+(27-3)/2 = 14,5 см.,

е₂= е₀₂+(h₀-а')/2 = 6,8+(27-3)/2 = 18,8 см.

Определим высоту сжатой зоны бетона по формуле (37) СНиП 2.03.01-84*:

X₁=N max I/Rb?dсв=532,97 /11,5?10³?0,3=0,1645 м.=16,45 см.,

X₂=N min I/Rb?dсв=201,73 /11,5?10³?0,3=0,058 м.=5,8 см.

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны по табл. 2.2 п.2.3.12 учебного пособия, составляет для стали А-III и бетона В20 _R=0,591.

При ₁=X₁/h₀=16,45/27=0,609 см.> _R = 0,591, уточняем значение X₁:

n=N max I/Rb?dсв?h₀=532,97 /11,5?10³?0,3?0,27=0,572,

?=Rs?Аs/Rb?dсв?h₀=365?10³?2,26?10^-4/11,5?10³?0,3?0,27=0,088,

?'₁=(n?(1-_R)+2???_R)/(1-_R+2??)=

=(0,572?(1-0,591)+2?0,088?0,591)/(1-0,591+2?0,088)=0,578,

откуда X₁=?'₁?h₀= 0,578?27=15,6 см.

Проверяем прочность сечения сваи по формуле (36) СНиП 2.03.01-84*:

_n?N max I=0,95?532,97 =506,32 кН.<

=[11,5?10³?0,3?0,156?(0,27-0,5?0,156)+365?10³?2,26?10^-4?(0,27-0,03)]/0,145 = 849,16 кН.

_n?N min I=0,95?201,73 =191,64 кН.<[11,5?10³?0,3?0,058? (0,2-0,5?0,058)+

+3,65?10³?2,26?10^-4?(0,27-0,03)]/0,188=194,72 кН.

Несущая способность свай по прочности материала в наиболее нагруженных сечениях обеспечена.

Расчет осадки основания свайного фундамента

Определяем размеры и вес условного фундамента (по указаниям п. 7.1. СНиП 2.02.03-85*).

=(20?3,25+19?1,20+35?1,40)/(3,25+1,20+1,40)=23⁰.

Размеры свайного поля по наружному обводу:

l=2?1,25+0,3=2,8 м.,

b=2?0,625+0,3=1,6 м.

Размеры площади подошвы условного массива:

l_усл =l+2?l_св?tg(?_IImt/4)=2,8+2?6,95?tg (23/4)=4,20 м.,

b_усл =b+2?l_св?tg(?_IImt/4)=1,6+2?6,95?tg (23/4)=3,00 м.

Площадь подошвы условного массива А_усл = 12,60 м².

Объём условного массива V_усл = A_усл h_усл - V_r = 12,68,75-7,13 = 103,12 м³.

Вычислим средневзвешенное значение удельного веса грунта выше подошвы условного фундамента:

?_IImt=??_IIi?h_i/?h_i =

=(18,7?0,7+9,3?4,75+8,89?1,50+9,88?1,80)/(0,7+4,75+1,50+1,80)=10,20 кН./м³.

Вес грунта в объёме условного фундамента: G_gr = V_{усл II mt} = 1052,1 кН.

Вес ростверка G_rII = V_{r b f} = 7,13 241 = 171,1 кН.

Вес свай G_{св II} = 1,60 9,8181 = 125,57 кН.

Расчетная нагрузка по подошве условного фундамента от веса грунта, ростверка и свай:

G_II = 1052,1 + 171,1 + 125,57 = 1348,8 кН.

Проверяем напряжения в плоскости подошвы условного фундамента.

Ntot II = Ncol II + G_II = 1583,7 + 1348,8 = 2932,5 кН.

Mtot II = Mcol II + Qcol II H_r = 585,1 + 58,3 1,8 = 690,0 кН.м.

Расчетное сопротивление грунта основания условного фундамента в уровне его подошвы определим по формуле (7) СНиП 2.02.01-83*:

Принимаем: _c1 = 1,4 для песков, _{c 2} = 1,2; k = 1; _{II 4} = 35; c_{II 4} =1,0 кПа., M = 1,68, Mq =7,71, Mc = 9,58, II mt = 10,20 кН./м3.

R=(1,4*1,2/1)*(1,68*1*3*9,88+7,71*8,75*10,20+9,58*1)=1255,8 кПа.

Среднее давление PII mt по подошве условного фундамента:

P_IImt = N_{tot II}/A_усл= 2932,5 / 12,60 = 232,73 кПа.< R=1255,8 кПа.

Максимальное краевое давление P _{II max}:

P_IImax = N_{tot II}/A_усл + M_{tot II}/W_усл ?R,

W_усл = l²_усл ?b_усл /6= 4,2²?3,0 /6=8,82 м³.

P_IImax =232,73 +690 /8,82=310,96 кПа.< R=1255,8 кПа

Для расчета осадки методом послойного суммирования вычислим напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы условного фундамента:

_zg,0=18,7?0,7+9,3?4,75+8,89?1,50+9,88?1,80=78,05 кПа.

Дополнительное вертикальное давление на основание от внешней нагрузки на уровне подошвы условного фундамента:

_{zp 0} = P₀ = P_{II mt} - _zg,0 = 232,73 - 78,05 = 154,68 кПа.

Соотношение сторон подошвы фундамента:

?=2,8/1,6=1,75

Значения коэффициента устанавливаем по табл. 1 прил. 2 СНиП 2.02.01-83*.

Для удобства пользования указанной таблицей из условия: принимаем толщину элемента слоя грунта hi = 0,2 b = 0,2 1,6 = 0,32 м.

Определение осадки

zi, м.		zi + d, м.		zp = P0, кПа.	zg = zg,0 + + sb,i zi, кПа.	0,2zg, кПа.	Е, КПа.
0	0	8,75	1	154,68	78,05	15,61	30000
0,32	0,4	9,07	0,975	150,81	81,21	16,24	30000
0,64	0,8	9,39	0,864	133,64	84,37	16,87	30000
0,96	1,2	9,71	0,713	110,29	87,53	17,51	30000
1,28	1,6	10,03	0,572	88,48	90,70	18,14	30000
1,60	2,0	10,35	0,457	70,69	93,86	18,77	30000
1,92	2,4	10,67	0,368	56,92	97,02	19,40	30000
2,24	2,8	10,99	0,299	46,25	100,18	20,04	30000
2,56	3,2	11,31	0,246	38,05	103,34	20,67	30000
2,88	3,6	11,63	0,205	31,71	106,50	21,30	30000
3,20	4,0	11,95	0,172	26,60	109,67	21,93	30000
3,52	4,4	12,27	0,147	22,74	112,83	22,57	30000
3,84	4,8	12,59	0,127	19,64	115,99	23,20	30000
4,16	5,2	12,91	0,110	17,01	119,15	23,83	30000

На глубине Hc = 3,84 м. от подошвы условного фундамента выполняется условие СНиП 2.02.01-83* (прил. 2, п.6) ограничения глубины сжимаемой толщи основания (ГСТ):

_zp= 19,64 кПа. 0,2_zg = 23,20 кПа.,

поэтому послойное суммирование деформаций основания производим в пределах от подошвы фундамента до ГСТ.

Осадку основания определяем по формуле:

S=??h???_zp,i/E_i=0,8?0,32?[1/30000?(154,68?0,5+150,81+133,64+110,29+

+88,48+70,69+56,92+46,25+38,05+31,71+26,6+22,74+19,64?0,5)]=

=0,0074 м. = 0,74 см.

Условие S = 0,74 см. < Su = 8,0 см. выполняется (значение Su = 8,0 см. принято по таблице прил. 4 СНиП 2.02.01-83*).

Определение технико-экономических показателей, сравнение и выбор основного варианта системы: «основание - фундамент»

Подсчет объемов работ

1) Объем грунта, разрабатываемого под фундамент на естественном основании.

Размеры фундамента ФД13-2: l = 4,2 м.; b = 3,6 м.

Размеры котлована понизу: l = 4,2 + 0,6 = 4,8 м.; b = 3,6 + 0,6 = 4,2 м.

Грунт - суглинок, предельная крутизна откосов котлована 1:0,5.

Размеры котлована поверху: lv = 4,8 + 0,9 = 5,7 м.; bv = 4,2 + 0,9 = 5,1 м.

Глубина котлована h = 1,8 м.

Формула для определения объёмов грунта:, где

S = 20,16 м². - площадь котлована понизу;

Sv 29,07 м². - площадь котлована поверху.

Объём грунта, разрабатываемого экскаватором: 44,06 м³.

Объем работ по водоотливу: 13,22 м³.

2) Объем грунта, разрабатываемого под фундамент на искусственном основании, в виде песчаной распределительной подушки.

Фундамент ФД 8-2, размеры которого l = 2,7 м., b = 2,4 м.

Размеры котлована понизу: l = 5,1 м.; b = 4,8 м.

Размеры котлована поверху: lv = 14,25 м.; bv = 13,11 м.

Глубина котлована h = 2,7 м.

S = 22,48 м². - площадь котлована понизу; Sv = 186,82 м². - площадь котлована поверху.

Объём грунта, разрабатываемого экскаватором: 246,69 м³.

Объем песчаной подушки: 32,75 м³.

Объем работ по водоотливу: 127,20 м³.

3) Объем грунта, разрабатываемого под фундамент на сваях.

Размеры фундамента: 3,0 х 1,8 м.

Размеры котлована понизу: l = 3,0 + 0,6 = 3,6 м.; b = 1,8 + 0,6 = 2,4 м.

Грунт - суглинок, предельная крутизна откосов котлована 1:0, 5.

Размеры котлована поверху: lv =4,5 м.; bv = 3,3 м.

Глубина котлована h = 1,8м.

S = 8,64 м². - площадь котлована понизу; Sv = 14,85 м². - площадь котлована поверху.

Объём грунта, разрабатываемого экскаватором: 20,89 м³.

Объем работ по водоотливу: 10,45 м³.

Объемы работ

№ п./п.	Наименование работ.	Единица измерения.	Объем работ.	Кол-во.
I. Фундамент на естественном основании
по расчету принят фундамент ФД13-2.
1	Разработка грунта экскаватором - обратная с ковшом вместимостью 0,5 м3. в отвал.	1000 м3.	44,06	0,044
2	Водопонижение с помощью иглофильтров (ориентировочно).	100 м3.	13,22	0,132
3	Засыпка траншей и котлованов с перемещением грунта до 10 м. бульдозером.	1000 м3.	26,02	0,026
4	Бетонная подготовка толщиной 100 мм. из бетона В3,5 под монолитным фундаментом.	м3.	2,27	2,27
5	Установка фундамента с подколонником.	м3.	10,9	10,9
II. Фундамент на искусственном основании
по расчету принят фундамент ФД8-2.
1	Разработка грунта экскаватором - обратная с ковшом вместимостью 0,5 м3. в отвал.	1000 м3.	246,69	0,246
2	Водопонижение с помощью иглофильтров (ориентировочно).	100 м3.	127,20	1,272
3	Засыпка траншей и котлованов с перемещением грунта до 10 м. бульдозером.	1000 м3.	208,24	0,208
4	Установка подушки под фундамент.	м3.	32,75	32,75
5	Бетонная подготовка толщиной 100 мм. из бетона В 3,5 под монолитным фундаментом.	м3.	0,60	0,60
6	Установка фундамента с подколонником.	м3.	5,5	5,5
III. Свайный фундамент
по расчету принят ростверк 3,0 x 1,8 м.; свая С-7-30.
1	Разработка грунта экскаватором - обратная с ковшом вместимостью 0,5 м3. в отвал.	1000 м3.	20,89	0,021
2	Водопонижение с помощью иглофильтров (ориентировочно).	100 м3.	10,45	0,105
3	Засыпка траншей и котлованов с перемещением грунта до 10 м. бульдозером.	1000 м3.	13,76	0,014
4	Бетонная подготовка толщиной 100 мм. из бетона В 3,5 под монолитным фундаментом.	м3.	0,75	0,75
5	Установка ростверка.	м3.	7,13	7,13
6	Погружение дизель - молотом на тракторе железобетонных свай длиной 7 м. в грунт.	м3.	4,95	4,95

Сметная себестоимость, трудозатраты и капитальные вложения сравниваемых вариантов фундаментов.

I. Фундамент на естественном основании

№	№ пункта ЕниР.	Наим. работ.	Единицы измер.	Кол-во.	Стоимость, руб.	Затраты, чел.-ч.	Кап. вложения, руб.
					Един.	Общая.	На един.	Всего.	Уд. дин.	Всего.
1	1-57	1I	1000м3	0,044	202,686	8,92	126,280	5,56	218,350	9,61
2	синтез	2I	100м3	0,132	84,000	11,09	8,000	1,06	9,000	1,19
3	1-261	3I	1000м3	0,026	22,350	0,58	10,660	0,28

Подобные документы

• Проектирование фундаментов для двухпролетного одноэтажного промышленного здания II класса ответственности

  Исследование местных условий строительства. Расчет физико-механических свойств наслоений грунтов на площадке строительства. Выбор глубины заложения фундамента. Определение параметров фундамента стаканного типа под одноконсольную одноветвевую колонну.
  
  курсовая работа [48,0 K], добавлен 29.10.2013
  

• Одноэтажное промышленное здание

  Проектирование одноэтажного трехпролётного промышленного здания. Компоновка поперечной рамы и определение нагрузок. Проектирование стропильной конструкции и ее оптимизация. Проектирование колонны и монолитного внецентренно-нагруженного фундамента.
  
  курсовая работа [960,9 K], добавлен 29.08.2010
  

• Расчет фундамента одноэтажного промышленного здания

  Анализ параметров проектируемого одноэтажного промышленного здания и сбор нагрузок, действующих на фундамент. Определение расчетного сопротивления грунта основания здания и расчет глубины заложения фундамента. Расчет количества свай и осадки фундамента.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 18.09.2013
  

• Проектирование оснований и фундаментов многоэтажного гражданского здания

  Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Разработка видов фундаментов. Проектирование фундамента мелкого заложения на искусственном основании. Проектирование свайного фундамента. Определение влияний рядом стоящих фундаментов.
  
  курсовая работа [384,3 K], добавлен 21.10.2008
  

• Проектирование оснований и фундаментов промышленного здания

  Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки. Расчёт недостающих физико-механических характеристик грунтов основания. Проектирование фундамента мелкого заложения на естественном основании и свайного фундамента промышленного здания.
  
  курсовая работа [1,3 M], добавлен 22.10.2014
  

• Проект фундаментов для двухпролетного одноэтажного промышленного здания II класса ответственности

  Основные требования к проектированию фундаментов. Расчет физико-механических свойств наслоений грунта. Анализ технологического назначения здания и его конструктивного решения. Выбор глубины заложения фундамента и определение размеров его подошвы.
  
  курсовая работа [1,6 M], добавлен 12.01.2013
  

• Расчет и проектирование железобетонных конструкций одноэтажного двухпролетного здания с открытыми тоннелями глубиной 3,6 м

  Компоновка поперечной рамы двухпролетного с открытыми тоннелями здания. Геометрия и размеры колонн, определение усилий от нагрузок на них. Проектирование стропильной безраскосной фермы покрытия. Расчет прочности двухветвевой колонны и фундамента под нее.
  
  курсовая работа [5,0 M], добавлен 16.07.2011
  

• Проектирование фундаментов для промышленного одноэтажного здания

  Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки. Выбор глубины заложения фундаментов, сооружаемых в открытом котловане. Определение размеров подошвы фундаментов мелкого заложения (на естественном основании). Расчет свайного фундамента.
  
  курсовая работа [336,3 K], добавлен 13.12.2013
  

• Проектирование и расчеты одноэтажного промышленного здания

  Компоновка поперечной рамы основных несущих железобетонных конструкций одноэтажного промышленного здания. Общая характеристика местности строительства и требования к зданию. Геометрия и размеры колонн, проектирование здания. Статический расчет рамы.
  
  курсовая работа [2,4 M], добавлен 06.05.2009
  

• Фундамент для двухпролетного одноэтажного промышленного здания II класса ответственности

  Анализ технологического назначения здания и его конструктивного решения. Выбор глубины заложения и определение размеров подошвы фундамента. Расчет осадок подошвы фундамента, прочности конструктивных элементов и количества необходимого материала.
  
  дипломная работа [1,3 M], добавлен 13.02.2016
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам