Геология, основания и фундаменты

Геология,

основания и 

фундаменты

     4.1.  Основные  положения по  расчету и проектированию  свайных  фундаментов

 

     Фундаменты  из  забивных  свай  рассчитываются  в  соответствии  с  требованиями  СНиП  2.02.03-85  по  двум  предельным  состояниям:

     - по  предельному  состоянию   первой  группы ( по  несущей   способности):  по  прочности – сваи  и  ростверки,  по  устойчивости – основания  свайных  фундаментов.

     Глубина  заложения  подошвы  свайного  ростверка  назначается  в  зависимости  от:

• наличия  подвалов  и  подземных  коммуникаций;
• геологических  и  гидрогеологических  условий  площадки  строительства  ( виды  грунтов,  их  состояние,  положение  подземных  вод  и  т. д. );
• глубины  заложения  фундаментов  прилегающих  зданий  и  сооружений;
• возможности  пучения  грунтов  при  промерзании.

 

      4.2.  Инженерно-геологические изыскания.

 

      

     По данным статического зондирования удельное сопротивление песков конусу зонда изменяется от 0,7-7,5 МПа увеличиваясь в местах скопления гальки и гравия до 11,7-14,6 МПа.

     Для супеси удельное сопротивление изменяется от1,0-6,9 МПа до 9,0-10,3МПа.

     В гравийных грунтах удельное сопротивление грунта изменяется от 7,7-10,3МПа до 12,0-19,4МПа, в местах снижения количества заполнителя увеличиваясь до 28,4МПа.

     Аргиллиты – рухляки с прослоями неравномерновыветреллых  песчаников имеют удельное сопротивление от 2,0-7,4МПа до 10,0-20,6МПа увеличиваясь в линзах песчаников наиболее крепких 21,8-30,1МПа.

     Подземные воды встречены на глубине 3,3 м и приурочены к супеси.

     Согласно  данным химического анализа подземные воды обладают слабой и слабой и средней углекислой агрессивностью к бетону и при периодическом смачивании неагрессивны по отношению к арматуре железобетонных конструкций.

     4.3. Расчет  и конструирование свайных фундаментов

 

     Прежде  всего  необходимо  выбрать  тип  сваи,  назначить  ее  длину  и  размеры  поперечного  сечения.  Длину  сваи определяют как сумму L=L₁+L₂+L₃.

     L₁ – глубина заделки сваи в ростверк, которая принимается для свайных фундаментов с вертикальными нагрузками не менее 5 см. 

     L₂ – расстояние от подошвы плиты до кровли несущего слоя.

     L₃ – заглубление в несущий слой.

     

       Принимаем  железобетонные  сваи,  квадратного  сечения  размером  300х300 мм.

     L=0.050+5.950=6м.

     Несущая  способность  F_d  ( в кН )  висячей сваи  по  грунту  определяется  как  сумма  сопротивления  грунтов  основания  под  нижним  концом  сваи  и  по  боковой  поверхности  ее:

     F_d=g_c×( g_cr×R×A+U×åg_cf×f_i×l_i ),

     Где  g_c –коэффициент  условий  работы  сваи  в  грунте,  принимаемый   g_c=1.0.

     g_cr   и g_cf  -  коэффициенты  условий работы  грунта  соответственно  под  нижним  концом  и  по  боковой  поверхности  сваи ( табл. 3  СНиП  2.02.03-86 );  для  свай,  погруженных  забивкой  молотами,  g_cr =1.0  и g_cf =1.0;

     А – площадь  опирания  на  грунт  сваи,  в  м²,  принимаемый по  площади поперечного сечения  сваи;

     R – расчетное сопротивление грунта  под нижним  концом  сваи,  кПа;

     U – периметр  поперечного сечения сваи,  м;

     f_i – расчетное сопротивление i-го  слоя  грунта  основания по  боковой поверхности  сваи,  кПа;

     l_i – толщина i-го  слоя  грунта,  м.

     При определении fi пласты грунтов расчленяются на слои толщиной не более 2м.

     A=0.3*0.3=0.09 м.

     g_с=1; g_CR=1; g_сf=1; 

     R=4050 кПа U=0.3*4=1.2 м. 
 

 

F_d=1×( 1×4050×0,09+1,2×(20,7*2,05+24,65*2,05+60,3*0,7))=660,76  кН 

       Расчетная  нагрузка    Р,  допускаемая  на  сваю, определяются  из  зависимости:

       кН;

где  g_к – коэффициент надежности,  принимаемый равным  1,4. 

     

     Определим кол-во свай по формуле:

      ,

     где  

     4.4. Вычисление  вероятной осадки  свайного  фундамента.

 

     Расчет  осадки  фундамента  производится  по  формуле:

                    S<S_u  ,

     Где  S – конечная  осадка  отдельного  фундамента,  определяемая  расчетом;

     S_u – предельная  величина  деформации  основания  фундамента  зданий  и  сооружений,  принимаемая  по  СниП  2.02.01-83;

     Определим  осадку  методом  послойного  суммирования.  Расчет  начинается  с  построения  эпюр  природного  и  дополнительного  давлений.

     Ординаты  эпюры  природного  давления  грунта:

                       _n

               s_zg=åg_i×h_i ,

                   ⁱ⁼¹

где  g_i – удельный  вес грунта  i-го  слоя,  Кн/м³;

       h_i – толщина слоя  грунта,  м;

     g=10×r т/м³.

      r®по заданию для свайных фундаментов.   

     Ординаты   эпюры  природного  давления  откладываем  влево  от  оси  симметрии.

     Дополнительное  вертикальное  напряжение  s_zр для любого  сечения,  расположенного  на  глубине z  от  подошвы фундамента,  определяется  по  формуле:

                                     s_zр=a×P₀

     где  a - коэффициент,  принимаемый по  табл.1  СниП  2.02.01-83;

     Расчет  осадки  отдельного  фундамента  на  основании  в  виде  упругого  линейно  деформируемого  полупространства  с  условным  ограничением  величины  сжимаемой  зоны  производится  по  формуле:

     

     где S – конечная  осадка  отдельного  фундамента,  см;

     h_i – толщина i-го  слоя  грунта  основания,  см;

     E_i – модуль  деформации  i-го  слоя  грунта,  кПа; 

     b - безразмерный  коэффициент,  равный  0.8;

     s_zpi – среднее значение  дополнительного вертикального нормального  напряжения  в  i-м слое  грунта,  равное  полусумме напряжений  на  верхней  Z_i-1 и нижней  Z_i границах  слоя,  кПа.