Определение физико-механических характеристик грунтов строительной площадки

,

Условие не выполняется.

8.2 Столбчатый свайный фундамент под внутреннюю колонну здания

1. Глубина заложения ростверка:

Назначаем высоту ростверка 60 см

2. Выбор сваи

В соответствии с инженерно-геологическими условиями принимаем железобетонную забивную сваю сечением 0,3Ч0,3м длиной l=8 м С-8-30, длина острия 0,25 м; заделка сваи в ростверк принимается равной 0,1 м.

3. Несущая способность сваи по грунту (по СНиП 2.02.03.85)

Глубина погружения	IL = 0,3	IL = 0,375	IL = 0,4
10	R0(1,0) 3500		R0(1,1) 2400
10,4	3540	2715	2440
15	R0(2,0) 4000		R0(2,1) 2900

Для суглинка R=2715 кПа при глубине погружения сваи 10,4 м.

Наименование	zi, м	hi, м	fi, кПа	гcfi	fi·hi·гcfi
II Супесь пластичная, IL=0	2,51	0,22	45,1	1	9,92
III Песок мелкий средней плотности маловлажный	3,27	1,3	35,81	1	46,6
IV Суглинок тугопластичный	4,52	1,2	54,56	1	65,5
V Глина полутвердая, IL=0,375	6,12	2	33,87	1	67,74
	7,81	1,28	35,56	1	45,52
	9,4	1,9	36,63	1	70
	?	307

4. Допустимая расчетная нагрузка на сваю:

5. Требуемое количество свай на 1 погонный метр фундамента:



6.Расположение свай:

Чтобы получить минимальные размеры ростверка в плане и тем самым уменьшить его материалоемкость, назначаем расстояние между осями свай равным минимально допустимому расстоянию 3·d (3·0,3 = 0,9м). Расстояние от края ростверка до боковой грани сваи (свесы) принимаем равными 0,05м. Тогда размеры ростверка в плане будут 1,7х1,7м.

7.Фактическая нагрузка, приходящаяся на одну сваю с учетом веса и размерами ростверка:

Где h_p=0,9 м - высота ростверка;

b_p=1, 7м - ширина ростверка;

l_p=1, 7м - длина ростверка;

г_б=24 кН/м³ - удельный вес бетона;

G_БК - вес подколонника БК-1, определяется по формуле:

где h_БК - высота подколонника БК-2; h_БК = 0,6м;

b_БК - ширина подколонника БК-2; b_БК = 1,2м;

l_БК - длина подколонника БК-2; l_БК = 1,2м;

г_б=24 кН/м³ - удельный вес бетона;

,

Условие выполняется.

8.3 Расчет свайного фундамента под наружную стену здания по II группе предельных состояний (по деформациям)

Расчет свайного фундамента и его основания по деформациям производим как для условного фундамента на естественном основании в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений».

Проверяем давление на грунт под подошвой условного свайного фундамента в плоскости нижних концов свай.

Угол распределения нагрузки от сваи на грунт б_ср определяется по формуле:



где ц_i и h_i - угол внутреннего трения и толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (необходимо учитывать, что в работе сваи принимают участие только грунты, имеющие расчетное сопротивление):

Ширина условного фундамента определяется по формуле:

где d - сторона сечения сваи; d = 0,3м;

l_св - длина сваи, работающая с грунтом (в работе сваи принимают участие только грунты, имеющие расчетное сопротивление); l_св = 5,9м;

Ср - расстояние между рядами свай; С_р = 0,57м;

Площадь условного фундамента на 1 пог.м определяется по формуле:

А_усл = В_усл·1,0 = м²

Объем условного фундамента определяется по формуле:

V = A_усл?Z = *8,1 = 15,8 м³,

где Z - глубина погружения нижнего конца сваи; Z = 8,1м;

Объем ростверка и стеновой части свайного фундамента:



где b_р - ширина ростверка; b_р = 1,15м;

h_р - высота ростверка; h_р = 0,9м;

b_ФБС - ширина фундаментного блока стены подвала; b_ФБС = 0,6м;

h_сф - высота стеновой части фундамента; h_сф = 2,4м;

Объем свай на 1пог.м свайного фундамента:

где n - количество свай на 1 погонный метр фундамента; n = 1,16 сваи/пог.м; A - площадь поперечного сечения сваи; А = 0,09м²;

l_св - длина сваи; l_св = 5,9м;

Объем грунта на 1пог.м условного свайного фундамента:

Вес свай, приходящихся на 1 пог.м свайного фундамента:

где г_б - удельный вес бетона; г_б = 24 кН/м³

Вес ростверка и стеновой части свайного фундамента:

Вес грунта на 1 пог.м условного фундамента:



где - осредненное (по слоям) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента; определяется по формуле:

где г_i и h_i - расчетные значения удельных весов (с учетом взвешивающего действия воды) и мощностей слоев грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента;

Z - глубина погружения нижнего конца сваи; Z = 8.1м:

Давление на грунт под подошвой условного свайного фундамента в плоскости нижних концов свай определяется по формуле:

Расчетное сопротивление грунта под подошвой условного фундамента определяем по формуле:

где г_с1 и г_с2 - коэффициенты условий работы грунтового основания и здания во взаимодействии с основанием, определяемые по таблице.

г_с1 - зависит от вида и разновидности грунта, лежащего под подошвой фундамента. В нашем задании - суглинок тугопластичный, имеющий I_L = 0,375 и, следовательно, г_с1 = 1,2;

г_с2 - определяется для жёсткой конструктивной схемы здания в зависимости от отношения длины здания к его высоте.

Для данного значения L/H и показателя текучести грунта - коэффициент г_с2 - определяется путём интерполяции. При L/H = 1,5 - г_с2 = 1,1 и при L/H = 4,0 - г_с2 = 1,0.

k - коэффициент, принимаемый равным 1, так как прочностные характеристики грунта ц_II и c_II определены по результатам непосредственных испытаний грунтов.

M_г, M_g, M_c - коэффициенты, принимаемые в зависимости от значения угла внутреннего трения грунта, находящегося непосредственно под подошвой условного фундамента; для глины полутвёрдой при ц = 17^o коэффициенты будут равны: M_г = 0,84; Mg = 4,37; Mc = 6,90;

г_II = 20 кН/м³ - расчетное значение удельного веса грунта, залегающего ниже подошвы условного фундамента,

d₁ - приведенная глубина заложения условного фундамента:

где h_р - высота ростверка; hр = 0,9м;

l_св - длина сваи; l_св = 5,9м;

h_cf - толщина принятой конструкции пола подвала; для свайного фундамента h_cf = 0,2м;

г_cf - расчетное значение удельного веса материала конструкции пола подвала; г_cf = 22,0 кН/м³

d_В - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала; d_В = 1,6м;

С_II - коэффициент сцепления грунта, лежащего ниже подошвы условного фундамента (глина полутвёрдая); С_II = 15 кПа;

Т.к. у < R (324 кПа <447 кПа), то запроектированный свайный фундамент удовлетворяет требованиям СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений».

8.4 Определение конечной (стабилизированной) осадки свайного фундамента под наружную стену методом послойного суммирования

Фактическое давление в уровне условного свайного фундамента равно P_ф = 324 кПа. Ширина условного свайного фундамента равна B_усл = 1,95м. Высота от спланированной отметки (DL) до подошвы условного свайного фундамента равна Z = 8,1м.

Строим эпюру природных напряжений у_zg

у₁ = у₀ + г₁ · h₁ = 0 + 17 ·1,59 = 27,03кПа.

у₂ = у₁ + г₂ · h₂ = 27,03+ 19,3 · 0,99 = 46,137кПа.

у₃ = у₂ + г₃ · h₃ = 46,137+ 19,9·1,3 = 72,007кПа.

у _4-WL = у₃ + г₄ · h₄ = 72,007+10,53· 1,2 = 84,643кПа.

у _42-WL = у_4-WL + г_w · h_w = 84,643+10· 1,2 = 96,643кПа.

у₅ = у_42-WL + г₅ · h₅ = 96,643 + 9,5 · 7 = 163,143кПа.

у_fl = у_42-WL + г₂ · h = 96,643 +9,5 · 3,01 = 125,238кПа.

значение природного напряжения в уровне условного свайного фундамента у_zg,0 = 120,24 кПа.

Дополнительное напряжение в уровне условного свайного фундамента:

у_zp,0 = P_ф - у_zg,0 = 324 - 125,238= 198,762 кПа.

Ординаты эпюры дополнительного осадочного напряжения определяем по формуле:

у_zp = б · у_zp,0

где б - коэффициент затухания напряжений, зависящий от геометрических параметров фундамента (з) и от относительной глубины рассматриваемой точки ( ж );

Расчет ординат эпюры дополнительного осадочного напряжения выполняем в табличной форме:

слой	о=2z/b	z= о·b/2, м	б	уzр= б·Po,кПа	hi, м	уzg,кПа	0,2уzg,кПа	грунт
5	0	0	1	198,762	0	125,238	25,04	Глина полутвердая
	0,4	0,39	0,977	194,190	0,39	128,943	25,78
	0,8	0,78	0,881	175,109	0,39	132,648	26,52
	1,2	1,17	0,755	150,06	0,39	136,353	27,27
	1,6	1,56	0,642	127,4	0,39	144,205	28,84
	2	1,95	0,550	127,60	0,39	147,91	29,58
	2,4	2,34	0,477	94,80	0,39	151,615	30,323
	2,8	2,73	0,420	83,48	0,39	155,32	30,3
	3,2	3,12	0,374	74,33	0,39	159,025	31,064
	3,6	3,51	0,337	66,98	0,39	162,73	32,55
	4	3,9	0,306	60,82	0,39	166,435	33,28
	4,4	4,29	0,280	55,65	0,39	170,14	33,28
	4,8	4,68	0,258	51,28	0,39	173,845	34,02
	5,2	5,07	0,239	47,50	0,39	177,55	35,51
	5,6	5,46	0,223	44,3	0,39	181,255	36,251
	6	5,85	0,208	41,34	0,39	184,96	36,99
	6,4	6,24	0,196	38,95	0,39	188,655	37,73
	7,2	7,02	0,175	34,78	0,39	192,37	37,47
	7,6	7,41	0,166	32,99	0,39	196,075	39,21

Для определения осадки необходимо найти модули деформации слоев грунта, входящих в активную зону сжатия. Для получения характеристик грунта проводились компрессионные испытания.

Для определения осадки необходимо найти модули деформации слоев грунта, входящих в активную зону сжатия. Для получения характеристик грунта проводились компрессионные испытания.

Vслой, Глина полутвердая, глубина отбора - 13,0 м.



Определение показателей сжимаемости грунта в пределах диапазона 100 - 200 кПа:

Вычисление осадки.

Осадка в каждом грунтовом слое складывается из осадок входящих в него элементарных слоев полных и неполных. Толщина полного элементарного слоя h определяется шагом о= 2Z/b и соответствующим ему шагом z, неполного - расстоянием от границы грунтового слоя (его кровли или подошвы) до границы ближайшего полного элементарного слоя.

V слой, 17 элементарных слоёв

Список литературы

1. ГОСТ 25001-82 «Грунты. Классификация».

2. СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений».

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

4. СНиП II-1-82 «Строительная климатология и геофизика».

5. СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

6. СНиП 3.02.01-83 «Основания и фундаменты».

7. «Проектирование оснований и фундаментов в открытых котлованах» Методические указания.

8. «Свайные фундаменты. Примеры расчета и проектирования». Методические указания.

Размещено на Allbest.ru