Расчет фундаментов

Wy=l *bкв/6=(5,13*16,81)/6=14,4 м куб

 

                        Pmax=(3600+462,73)/21,03+0/17,99+205,92/14,4

Min                          -              -

Pmax=193,19+0+14,3=207,5 кПа <1,5*R=357,45 кПа

P’max=193,19-14,3=178,9 кПа <1,5*R=357,45 кПа

P’’max=207,5 условие уже проверено

Pmin=193,19-14,3=178,9 кПа <1,5*R=357,45 кПа

Рср=(207,5+178,9)/2=193,2 кПа

 

Условие выполняется. Окончательно размеры подошвы фундамента принимаем  равными: b=4,1 м; l=5,13м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.4 Проверка  слабого  подстилающего  слоя

 

         Методика подбора размеров подошвы  фундамента, изложенная выше и  основанная на ограничении давления  под подошвой, обеспечивает допустимую  степень развития пластических  деформаций в грунтовом основании. В этих расчетах используются, характеристики  грунта, расположенного  непосредственно под подошвой фундамента (опорный слой). Но давление от фундамента передается и на более глубоко расположенные слои грунта и, в первую очередь, на подстилающий слой, расположенный непосредственна под опорным слоем. 

           Если грунт подстилающего слоя  имеет более низкую прочность,  чем грунт опорного пласта, то  в нем могут развиться пластические деформации сверх допустимых пределов. Проверку подстилающего слоя необходимо проводить, если хотя бы одна из прочностных характеристик ( и С ) грунта подстилающего слоя меньше соответствующей характеристики опорного пласта грунте.      

 

 

•       Вычисляются значения бытовых (от собственного веса грунта) и дополнительных (oт нагрузки, передаваемой фундаментом) напряжений на кровле слабого слоя:

                                                 

где  -вертикальные напряжения в грунте  на глубине z от подошвы фундамента   соответственно дополнительное от нагрузки на фундамент и от собственного веса грунта, кПа

         R_z-  расчетное сопротивление грунта пониженной прочности на глубине z, кПа

где   b_z – ширина условного фундамента 

• Определяется ширина условного фундамента:

 

где                       

N – вертикальная нагрузка на основание от фундамента;

 

где – коэффициент, принимаемый по табл.1[1] в зависимости от формы подошвы    фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины

– дополнительное вертикальное давление на основание;

P=Pср=193,2 кПа– давление под подошвой фундамента;

       σzg,z=d*γ+hz* γ=1,9*19,59+3,54*19,59=90,25 кПа

       σzр,z=α*(Р- σzg,0)=0,414*(193,2 -37,2)=64,58 кПа

                      

                         А= N/ α*Р =3600/79,98=45 м. кв                

а =(5,13-4,1)/2=0,52

 bz=√45+0,2704-0,52=6,21 м

 

• Вычисляем  величину расчетного сопротивления грунта слабого подстилающего слоя для условного фундамента:

Rz=1*1/1*(0,43*1*6,21*18,81+2,73*1,9*19,59+5,31*20)=258,04 кПа

90,25+64,58=154,83<258,04 кПа           

Условие выполняется.

 

4.5 Определение осадок фундамента

Определение расчетной  осадки фундамента

 

Расчет оснований по деформациям производится исходя из условия:

                                                       S≤S_и,

где S – совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом в соответствии с указаниями обязательного приложения 2[1],

      S_и – предельное значение совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемое в соответствии с указаниями пп.2.51-2.55[1].

 

Осадка основания S c использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:               

 

где – безразмерный коэффициент, равный 0,8;

      – среднее значение дополнительного вертикального   нормального напряжения в  i - ом слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней Z_i-1 и      нижней Z_i границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

      и – соответственно толщина и модуль деформации i – ого слоя грунта;

     – число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

 

Дополнительные вертикальные напряжения на глубине Z от подошвы фундамента – по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяются по формуле 

                         

                                                      

где – коэффициент, принимаемый по табл.1[1] в зависимости от формы подошвы      фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины

                

– дополнительное вертикальное давление на основание;

P=Pср=206,4 кПа– давление под подошвой фундамента;

– вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.

 

Таблица. Расчет осадки фундамента Ф5

 

	b=	4
№ точ	Zi ,	2*Z/b	a i по табл.1	σzp	σzg,i	0.2*σzgi	σzp,cр	hi,	Ei,	Si,
	м.			кПа.	кПа	кПа	кПа	м	МПа	м
0	0	0	1	193,2	37,22	7,44		1,9	11	-
1	1,9	0,93	0,682	131,76	37,22	7,44	162,5	1,64	11	0,02
2	3,54	1,73	0,414	79,98	69,35	13,87	105,9	1,64	11	0,013
3	5,18	2,53	0,26	50,23	101,48	20,3	65,1	1,64	13,2	0,007
4	6,82	3,33	0,173	33,42	133,6	26,72	41,8	1,64	13,2	0,004
5	8,46	4,13	0,123	23,76	165,7	33,14	28,6	1,64	13,2	0,003
6	10,1	4,93	0,091	17,58	197,86	39,6	20,7	1,64	13,2	0,002
										0,049

                                                     

 S≤S_и,

 

4,9≤8 см, Условие выполняется.

 

 

5.Свайные фундаменты

   5.1.Назначение  глубины  заложения  ростверка

        Глубину заложения d_p    следует принимать минимальной в зависимости от заделки колонны в ростверк,  а также минимальной толщины плиты  ростверка ( 400мм).

Рис.5.1.Конструктивный размер ростверка

d_р=(1,25 – 0,15)+0,45=1,45 м

 

 

5.2.Определение   нагрузок,  действующих  на  свайный  фундамент.

       Расчетные нагрузки получаем путем умножения нормативных нагрузок на коэффициент

Для фундамента Ф1

 

 

Для фундамента Ф3

 

 

Для фундамента Ф4

         

        

         

Для фундамента Ф5

        

        

       

5.3.   Выбор  длины  свай  и  их  сечения.

           Длина сваи  назначается  в   зависимости  от  глубины заложения   подошвы  ростверка  и   от  положения  несущего  слоя,  в который заглубляется  конец сваи. Заглубление сваи  в несущий слой  l_заг >0,5м для крупных и средней крупности песков.

Несущий  слой  грунта  назначается  по расчетному  сопротивлению R  по  табл.1 [2]

I слой -     R=1100кПа;

IIслой –    R=2000кПа;

IIIслой –  R=6600кПа.

За несущий слой принимаем   III  ,  песок мелкий.

 

Расчетная  длина сваи  определяется по формуле:

                                            

где  l_i –суммарная толщина прорезаемых слоев с учетом глубины заложения подошвы   ростверка;

       l_заг –заглубление  сваи в  несущий слой грунта;

Рисунок 5.2.. Определение  длины свай

 

 

 

   для фундамента  Ф4:        

               

Заказная длина сваи с учетом высоты заделки сваи в  ростверк и бетонной подготовки:

С учетом сортамента принимаем  сваю  длиной l=10 м и поперечным сечением 300*300 мм (d_c=0,3 м).  по (табл 8.1 [4])

5.4.   Расчет  свайных оснований  по несущей  способности

 

           Расчет свайных  оснований  по несущей способности сводится  к определению несущей способности сваи  по  грунту и проверки  фактической расчетной нагрузке на сваю.

5.4.1Определение  несущей способности свай

         

      Несущую  способность F_d, кН, висячей забивной сваи работающей на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле:

                              

где – коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый

      – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по        табл.1[2];

     – площадь опирания на грунт сваи, м², принимаемая по площади поперечного сечения   сваи брутто;

     – наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

    – расчетное сопротивление i - го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по табл.2[2];

    – толщина  i - го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи ,м;

    – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по табл. 3[2].

 

 

 

 

 

 

 

 

№ слоя	li (м)	hi(м)	fi(кПА)	hi*fi(м)
1	2,4	1	18,2	18,2
2	3,4	1	21,3	21,3
3	4,4	1	22,8	22,8
4	5,4	1	24,7	24,7
5	6,4	1	25,3	25,3
6	7,4	1	25,9	25,9
7	8,4	1	26,4	26,4
8	9	0,6	26,5	15,9
				180,5