Определение расчетных характеристик физического состояния грунтов

 

 

2.3.4. Определение границы  сжимаемой толщи. 

   Границу сжимаемой толщи ВС при расчете  осадки методом послойного суммирования ограничивают глубиной, на которой дополнительное напряжение (s_zp) составляет  не более 20% от природного (s_zp    0,2 s_zg).

Расположение  границы ВС определяется графически на пересечении эпюры 0,2s_zg и эпюры s_zp. 
 

2.3.5.Вычисление  осадки основания. 

Осадка основания  в пределах сжимаемой толщи определяется по формуле:

                                                 

                                               (2.14)

- безразмерный коэффициент,  равный 0,8 /2/. 

Значение полученной абсолютной конечной осадки сравнивают с величиной предельной допустимой средней осадки (S_U).  

   Определяем  осадку каждого слоя грунта основания  в отдельности: 

   Осадка  ИГЭ №2

   

 

   Осадка  ИГЭ №3

   

 

   Полная  осадка фундамента:

   

м = 4,3см.

   S = 4,3 см  <  S_U = 8 см. 

Расчётная схема определения осадки основания  приведена на рис.2.4. 

Рисунок 2.4. Расчётная схема определения  осадки основания. 
 
 
 
 
 
 

2.4. Расчет на продавливание  плитной части. 

          Расчетная схема к расчету фундамента на продавливание изображена на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5.Расчётная  схема к проверке на продавливание. 

    b = 3300 мм; l = 4800 мм; А = 15,84 м²; 

    Определяем  вес фундамента и грунта на его  уступах с учетом g_f = 1,1 - для железобетона, удельный вес грунта выше подошвы g_f =18,2 кН/м³: 

    G_f1 = 1,1·24·(4,8·3,3·0,3+3,6·2,4·0,3+2,7·1,8·0,3+1,5·1,2·2,1)+1,15·18,2·(4,8·3,3·3,51-(4,8·3,3·0,3+3,6·2,4·0,3+2,7·1,8·0,3+1,5·1,2·2,1)) =1232 кН 

    Определяем  значения нагрузки на уровне подошвы  фундамента:  

      кН

    M_fI=M₀₁=180 кНм. 

    Максимальное  значение контактного давления: 

    P_max=4832/15,84+180/12,67=319,257кПа. 
 
 
 
 

    Рассмотрим  два возможных случая образования  пирамиды продавливания: 

1. Продавливание от нижней грани колонны.

h₀ = 900 – 50 = 850 мм; b_c = 500 мм; l_c = 600 мм;

b – b_c = 3,3 –0,5 = 2,8  >  2h₀ = 2·0,85=1,7 

Площадь продавливающей силы:   

А_р =0,5· b·( l - l_c - 2· h₀)-0,25· (b - b_c - 2· h₀)² = м² 

Средняя линия  пирамиды продавливания:

b_p = b_c + h₀= 0,5 + 0,85 = 1,35 м 

Значение продавливающей силы:

кН 

Условие продавливания:

 кН  <  кН  - выполняется. 

Прочность на продавливание от колонны обеспечена. 

2. Продавливание от второй ступени фундамента:

h₀ = 600 – 50 = 550 мм; b_c = 500 мм; l_c = 600 мм;

b – b_c = 2,4 –0,5 = 1,9  >  2h₀ = 2·0,55=1,1 

Площадь продавливающей силы:   

А_р =0,5· b·( l - l_c - 2· h₀)-0,25· (b - b_c - 2· h₀)² = м² 

Средняя линия  пирамиды продавливания:

b_p = b_c + h₀= 0,5 + 0,55 = 1,05 м 

Значение продавливающей силы:

кН 

Условие продавливания:

632,13 кН  <  кН  - выполняется. 

Прочность на продавливание обеспечена. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ 

1. Общие положения.

 

    Расчёт  свайных фундаментов производится согласно требованиям [3]. Проектирование свайных фундаментов включает в  себя: определение типа свай и свайного ростверка, геометрических размеров свай, ростверка и глубины его заложения, количества свай в ростверке, отвечающих требованиям по несущей способности, жёсткости, долговечности и экономичности.

    Расчёт  свай и свайного фундамента производится по двум группам предельных состояний  п. 3.1 [3].

    В курсовой работе при проектировании свайного фундамента необходимо выполнить  расчёты по несущей способности  грунта основания свай и по осадкам  основания свайного фундамента.

    При этом под колонны каркасных зданий рекомендуется использовать свайные  кусты с монолитным ростверком и  монолитном или сборном стаканом. 

2. Выбор типа сваи и глубины  заложения ростверка

 

    3.2.1. Выбор типа сваи. 

    При реальном проектировании свайных фундаментов  тип сваи определяется на основании  технико-экономического сравнения  вариантов. В курсовой работе рекомендуется  рассматривать призматические железобетонные сваи квадратного сечения как  наиболее широко используемые в массовом строительстве.

    Принимаем призматическую железобетонную сваю квадратного  сечения с поперечным сечением 0,4х0,4 м .

    Длина сваи определяется исходя из инженерно-геологических  условий с учётом  длины заделки  головы сваи в ростверк.

                                                                                                        (3.1)

     - глубина заделки сваи в  ростверк.                                                       

    Опирание  ростверка – жесткое, т.к. фундамент  загружен внецентренно (М ¹ 0).

Глубина заделки  сваи в ростверк при жестком опирании ростверка на сваи  -  40 см.

     - глубина погружения нижнего  конца сваи в несущий грунт

    Задаемся  длиной сваи. Глубина погружения сваи в суглинок мягкопластичный не менее 1м. Расстояние от подошвы ростверка  до кровли несущего слоя h = 1.11м:

    L = 0.4+4.4+1.11 = 5.91м.

    Принимаем сваю длиной 6 м. Марка сваи СУ3-5  

3.2.2. Выбор глубины  заложения ростверка. 

     Глубина заложения ростверка определяется исходя из следующих требований:

1. в зависимости от глубины сезонного промерзания грунтов;
2. в зависимости от конструктивных особенностей проектируемого сооружения.

  Определим глубину сезонного промерзания  грунтов аналогично как для фундаментов  мелкого заложения:

    d_f = 0,9·2,48=2,232м.

    Определим глубину заложения ростверка  в зависимости от конструктивных особенностей проектируемого сооружения  анологично как и фундаментов мелкого заложения

    Согласно  таблице 2/2/, глубина заложения фундамента в зависимости от глубины расположения уровня подземных вод не зависит  от d_f. Как видим, максимальной является глубина заложения фундаментов в зависимости от от конструктивных особенностей проектируемого здания, поэтому окончательно принимаем глубину заложения фундаментов равной          

                                                                d = 2.4м.  

    Геометрические  особенности проектируемого свайного фундамента представлены на рисунке 3.1.

    

    Рис. 3.1. Схема к определению глубины  заложения ростверка 
 

3. Определение несущей способности  сваи

 

1. Несущая способность сваи по материалу

 

    Несущая способность сваи по материалу определяется как сжатой или сжато-изгибаемой стойки, защемлённой на 1/3 в нижних слоях грунта.

    Принимаю  несущую способность железобетонных свай (Р_А), изготавливаемых по ГОСТ 19804.1-79 сечением 0,4х0,4 м  -  2000  кН. 

2. Несущая способность сваи по грунту

 

    В курсовом проекте определяю несущую  способность сваи по грунту, используя  табличные данные согласно п. 4.2. /4/. В этом случае несущая способность  определяется по формуле:

                                                     

,                         (3.1)

где g_с - коэффициент работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

    g_CR, g_cf - коэффициенты условия работы грунта соответственно под нижним концом сваи и по боковой поверхности, принимаемые по табл. 3/4/;