В курсовой работе при расчёте свайных фундаментов по первой

группе предельных состояний применять коэффициент перегрузки для нагрузок n=1.2, в остальных случаях n=1.

Согласно СНиП* все расчеты оснований должны выполняться с использованием расчетных значений характеристик грунтов X, определяемых но формуле

(4.1)

где г_g - коэффициент надежности по грунту.

Для большинства характеристик допускается принимать г_g=1, за исключением параметров с и ц, а так же удельного веса грунта у для которых коэффициент надежности по грунту определяется по формуле

(4.2)

Показатель надежности с берется с таким знаком, чтобы при расчете основания и фундамента была обеспечена большая надежность (расчет "в запас") При вычислении значений с и ц всегда, а расчетных значений г в большинстве случаев (в том числе и в расчетах данной курсовой работы), показатель надежности принимается со знаком "минус". Значение его определяются по формулам

Для г: (4.3)

Для с и ц: с = t_б-V, (4.4)

где V - коэффициент вариации (относительная изменчивость характеристики); n - число частных определений (количество опытных данных); t_б - коэффициент, определяемый в зависимости от величины доверительной вероятности б и числа степеней свободы; которые (n - 1) для г и (n - 2) для с, ц.

Для условий, принятых в курсовой работе, исходя из того, что число частных определений характеристик коэффициент n = 12, а коэффициент вариации на основе статистической обработки результатов опытов получен: V = 0,080, следует:

а) для расчета по I предельному состоянию (б = 0,95)

при определении г:

t_б = 1,80; ;

при определении с и ц: t_б = 1,81; с = 1,81·0,08 = 0,145;

б) для расчета по II предельному состоянию (б = 0,85)

при определении

г: t_б = 1,095; ;

при определении с и ц: t_б =1,10; с = 1,10·0,08 = 0,088;

Таким образом, для определения расчетных значении характеристик, для каждого грунта и для конкретного варианта грунтовых условий необходимо нормативные значения характеристик ц, с и г разделить на соответствующий коэффициент надежности по грунту. Расчетные значения характеристик по первому предельному состоянию маркируются индексом "I", а по второму - индексом "II".

с_I=с/г_gI; с_II=с/г_gII; ц_I = ц/ г_gI; ц_II=ц/г_gII; г_I=г/г_gI; г_II=г/г_gII.

Расчетные характеристики грунтов по двум грунтам предельных приведены в т.4.1.

Таблица 4.1

Нормативную глубину промерзания грунта, если она менее 2,5 м, определяется по формуле

d_fn = d₀, (5.1)

где М_{t -} коэф-т, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных температур за зиму в данном районе М_t=34

d₀ глубина промерзания в см, зависящая от вида грунта, для песков пылеватых d₀=28см

d_fn = 28=163 (см),

Рассчётная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле

d_f= d_fn *K_h, (5.2)

где - K_h коэф-т, учитывающий влияние теплового режима здания на глубину промерзания грунта у фундаментов стен и колонн, принимаемый по т.4.5 методических указаний, K_h=0.6

d_f= 1.63*0.6=1.0 (м),

принимаем глубину заложения фундамента в 1.5 м от поверхности земли.

Проектируем фундамент стаканного типа под колонну по оси 2А, сечением 400х400мм, по оси 2Б, сечением 500х500мм, производственного, пятиэтажного здания, с полным ж/б каркаса. Приняв глубину заложения фундамента в 1.5 м от поверхности земли, основанием для фундамента будут служить песок пылеватый средней плотности, влажный, h=4.2 м, г? = 19.1кН/мі, е=0.6, Е=20МПа, R₀=150 кПа.

Предварительную площадь подошвы фундамента под колонну по оси 2А определяем по формуле

, (5.3)

где N_0II - расчетная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента N_0II=1550 кН

R₀ - расчетное сопротивление грунта основания, R₀=150 кПа

г_ср - средний удельный вес грунта и материала фундамента (железобетон), принимаемый равным 20 кН/м³

d₁ - глубина заложения фундамента от планировочной отметки, d₁=1.65м

Принимаем квадратный фундамент, так как проектируем фундамент под квадратную колонну 400х400мм

Для квадратного фундамента ширина фундамента определяется по формуле

b = , b = = 3.64 (м) (5.4)

Предварительную площадь подошвы фундамента под колонну по оси 2Б

Принимаем квадратный фундамент, так как проектируем фундамент под квадратную колонну 500х500мм

b = = 3.9 (м)

Метод послойного суммирования рекомендуется СНиПом для расчета осадок фундаментов. Величину осадки фундамента определяется по формуле:

(7.1)

где - безразмерный коэффициент, равный 0,8; _zpi - среднее вертикальное (дополнительное) напряжение в i - м слое грунта; h_i и E_i - соответственно толщина и модуль деформации i - го слоя грунта, значение Е_i n - число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

Эпюра распределения вертикальных напряжений от собственного веса грунта строится в пределах глубины 4-6b ниже подошвы фундамента. Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на границе слоя, расположенного на глубине z, определяется по формуле

_zg= (7.2)

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, определяется с учетом взвешивающего действия воды. Водоупорами следует считать глины и суглинки твердой и полутвердой консистенции при I_L<0.5

По данным геологического разреза уровень грунтовых вод находится на отм.93.5 м, а водоупор в виде суглинков тугопластичных с I_L=0.42 начинается на отм.93.6, следовательно удельным весом грунтов с учетом взвешивающего действия воды пренебрегаем.

Таблица 7.1

Количество свай в кусте определяют по формуле

(8.2)

где

- сумма внешних расчетных вертикальных нагрузок, приведенных к подошве плиты ростверка

(8.3)

n - коэф-т, учитывающий работу свай при наличии момента внешних сил в уровне подошвы ростверка, n=1.1

Определим количество свай для ростверка по оси "2-А".

Определяем сумма внешних расчетных вертикальных нагрузок, приведенных к подошве плиты ростверка

n=1626/514.8х1.1=3.2

принимаем 4 сваи в кусте.

Определим количество свай для ростверка по оси "2-Б.

Определяем сумма внешних расчетных вертикальных нагрузок, приведенных к подошве плиты ростверка

n=1909.4/514.8х1.1=4

принимаем 4 сваи в кусте.

8.3 Определение фактического давления на каждую сваю

Условия выполняются

При расчете осадок свайный фундамент принимают условно как массивный с подошвой, расположенной на уровне конца свай. Перед определением осадки проверяют прочность основания фундамента в уровне острия сваи по ф.5.5 при d₁=z₀, b=b_y.

Положение граней 1,2,3,4 условного массивного фундамента определяют используя средневзвешенное значение расчетного угла внутреннего трения ц_ср

(8.5)

(8.6)

(8.7)

Определяем ширину b_y условно массивного фундамента по оси 2А и 2Б

(8.8)

Определяем длину и площадь подошвы условно массивного фундамента , . Принимаем размеры условно массивного фундамента 2.36х2.36м, и находим объем условно свайного фундамента

V=2.36х2.36х6.9=38.4 (м³)

Находим объем ростверка и подколонника

V=1.5х1.5х0.6+0.9х0.9х0.6=1.35+0.486=1.84 (м³)

Находим объем свай

V=4х0.25²х5.75=1.44 (м³)

Находим объем грунта

V_гр= V - V_св - V_р=38.4-1.44-1.84=35.12 (м³)

Далее определяем средневзвешенное значение удельного веса грунта в свайном условно-массивном фундаменте по формуле

(8.9)

Определяем вес грунта в объеме условно-массивного фундамента

G_гр=V_гр г_II=35.12х18.7=656.74 (кН)

Определяем вес ростверка и свай

G_р+св = V_р+св г_IIж/б= (1.84+1.44) х25=66.24 (кН)

Расчетом проверяют условие

(8.10)

где - сумма расчетных нагрузок (по деформациям) в плоскости подошвы свайного фундамента, определяются по формуле

(8.11)

A_y - площадь подошвы условного массивного фундамента, A_y=6.9 м²

R - прочность основания фундамента в уровне острия сваи по ф.5.5 при d₁=z₀, b=b_y

Определяем для фундамента по оси 2А

Определяем для фундамента по оси 2Б

Определяем расчетное сопротивление грунта основания условного фундамента в уровне острия свай, основанием будут служить суглинки тугопластичные со следующими расчетными характеристиками

г_II=18.6Н/м³

d₁=z₀=6.65 м

b=b_y=2.63 м

ц=18.3є

М_y=0.43, М_q=2.73, М_c=5.3.

г^'_II=18.7 кН/м³

R=

Проверяем условие для фундамента по оси 2А

,

Условие выполняется

Проверяем условие для фундамента по оси 2Б

Условие выполняется

8.5 Расчет свайного фундамента по деформациям

Рис 8.3

Эпюра распределения вертикальных напряжений от собственного веса грунта и дополнительных вертикальных напряжений под подошвой условного массивного фундамента по оси 2Б

Площадка на которой возводится здание имеет ровную поверхность с планировочной отметкой 98.35. Глубина заложения фундамента на естественном основании принимается равной 1.5 м. Уровень подземных вод находится на абсолютной отметке 93.500.

Котлован спроектирован с естественными откосами без закрепления. Горизонтальная привязка котлована к месту выполнена с разбивкой осей здания. Дно котлована сделать с уклоном 1% от центра к краям, для отвода воды (осадков). В углах котлована, в самых низких точках у въездов в котлован расположить колодцы для сбора воды. Разработку котлована предлагается вести с поверхности земли и изнутри котлована экскаватором с обратной лопатой.

В первом случае фундаменты приняты монолитные, ж/б, стаканного типа, под ж/б колонны, во втором случае свайные с монолитным ростверком стаканного типа.

Под монолитные фундаменты выполнить подготовку из бетона класса В 7,5 толщиной 100 мм по выровненному основанию. Под фундаментные балки выполнить песчаную подготовку толщиной 100 мм.

Набетонки под фундаментные балки выполнить совместно с фундаментами, эти набетонки из бетона класса В15. Фундаментные балки укладывать на слой цементного раствора марки 100 толщиной 20 мм. Зазоры между торцами фундаментных балок и фундаментами заделать бетоном кл. В15.

Обратную засыпку пазух фундаментов, основания под фундаменты оборудования и полы выполнять естественным грунтом с послойным уплотнением каждого слоя.

Все фундаменты и фундаментные блоки обмазать горячей битумной мастикой за 2 раза по слою грунтовки.

Основанием фундаментов является глины в первом случае песок пылеватый средней плотности, влажный h=4.2 м, г? = 19.1кН/мі, е=0.6, Е=20МПа, во втором случае глина полутвердая г4 = 17.64кН/мі, е=0.8, Е=18МПа.

Низ подошвы фундаментов в первом случае - на отм. - 1.800, при свайном фундаменте низ сваи на отм. - 6.800.

За отм.0.000 принята отметка чистого пола первого этажа, что соответствует абсолютной отм.98.35.

11. Литература

1. Кубецкий В.Л. "Рабочая программа и задание на курсовой проект с методическими указаниями для студентов IV курса", РГОТУПС, Москва, 2003.

2. СНиП 2.02.01-83 (2000) - "Основания зданий и сооружений".

3. СНиП 2.02.03-85 (1995, с попр. 2003) - "Свайные фундаменты".

4. Далматов Б.И. "Механика грунтов, основания и фундаменты. Учебник для вузов". Москва, 1981.

5. Ухов С.Б. "Механика грунтов, основания и фундаменты", Москва 2002

6. СП 50-101-2004 "Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений", Москва 2004.

Размещено на Allbest.ru