Требуется: определить размеры условного фундамента; вес ростверка; вес сваи в фундаменте; напряжение на уровне концов свай; расчетное сопротивление грунта на уровне концов свай; нижнюю границу сжимаемой толщи; осадку условного фундамента; дополнительную осадку за счет продавливания свай на уровне подошвы условного фундамента; дополнительную осадку за счет сжатия ствола
|
свай. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Исходные данные: грунтовые условия принимаются по заданию |
|||||||||
|
1; шаг свай а, |
х кол чество n и размещение в свайном поле по осям |
|||||||||
СX Y, а также нагрузка от надфундаментной части N – по табл.40; |
|||||||||||
|
длина сваи Lсв |
|
размер поперечного сечения сваи по заданию 3; глу- |
||||||||
|
бина заложен я подошвы ростверка по заданию 2. |
Таблица 40 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Вар анты |
сходных данных для расчета напряжения в активной |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
зоне свайного фундамента |
|
|
||
|
и |
|
|
|
|||||||
|
Номер вариан- |
|
Общее ко- |
|
Кол чест- |
Количество |
Шаг |
Нагрузка от надфун- |
|
||
|
|
л |
чество |
|
|
во свай по |
свай по оси |
свай, |
даментной части N, |
|
|
|
|
свай в фун- |
|
оси Х |
У |
а, м |
кН |
|
|||
|
|
даменте, n |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1 |
|
|
28 |
|
|
7 |
4 |
0,9 |
13330,2 |
|
|
2 |
|
|
30 |
|
|
6 |
5 |
1,0 |
13510,3 |
|
|
3 |
|
|
35 |
|
|
7 |
5 |
1,05 |
14050,8 |
|
|
4 |
|
|
36 |
|
|
6 |
6 |
1,1 |
12840,6 |
|
|
|
|
|
|
бА |
|
|
|
|||
5 |
|
|
40 |
8 5 |
0,9 |
13850,4 |
|
||||
|
6 |
|
|
32 |
|
|
8 |
4 |
1,0 |
13230,4 |
|
|
7 |
|
|
36 |
|
|
9 |
4 |
1,2 |
13450,2 |
|
|
8 |
|
|
40 |
|
|
10 |
4 |
0,9 |
12910,4 |
|
|
9 |
|
|
42 |
|
|
7 |
6 |
1,2 |
13650,5 |
|
|
10 |
|
|
45 |
|
|
9 |
5 |
1,0 |
14200,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
||
|
|
|
|
Методические указания к выполнению задания |
|||||||
|
|
1. Осадка большеразмерного свайного фундамента (свайного по- |
|||||||||
|
|
|
ля) рассчитывается по формуле [ |
]: |
|
|
|||||
|
|
где sef |
|
|
|
|
s=sef + sp+ sс, И(89) |
||||
|
|
– осадка условного фундамента, см; |
|
|
|||||||
|
|
|
sp – дополнительная осадка за счет продавливания свай на |
||||||||
|
уровне подошвы условного фундамента, см; |
|
|
||||||||
|
|
|
sс – дополнительная осадка за счет сжатия ствола свай, см |
||||||||
66
Расчет осадки условного фундамента производят методом по- |
|||||||||||
слойного суммирования деформаций линейно-деформируемого осно- |
|||||||||||
вания с условным ограничением сжимаемой толщи [ |
]. |
|
|
||||||||
2.Определение размеров условного фундамента |
|
|
|
||||||||
Расположение |
границ |
|
условного |
фундамента |
показано |
на |
|||||
рис.18. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
DL |
|
|
|
0,5a |
|
|
|
|
0,5a |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
hf |
|
|
|
a |
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
FL |
|
|
|
|
|
|
|
aу |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.18. Схема к определению размеров |
|
|
|
||||||
|
бА |
|
|
|
|||||||
|
|
|
условного фундамента |
|
|
|
|
||||
3. |
Проверка напряжений на уровне нижних концов свай |
|
|||||||||
На уровне нижних концов свай давление в грунте р от нормативных |
|||||||||||
нагрузок не должно превышать расчетного сопротивления грунта R: |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
рД≤ R. |
|
|||||
Для проверки давления на уровне нижних концов свай определяют |
|||||||||||
давление под подошвой условного фундамента |
И |
||||||||||
|
|
|
|
|
N Gyф |
|
|
||||
|
|
|
р |
f |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
aybу |
, |
|
|
|
|
(90) |
здесь f – коэффициент надежности по нагрузке, принимаем равное 1,2; |
|||||||||||
N – нагрузка от надфундаментной части, кН, по табл.40; |
|
||||||||||
ау |
– длина условного фундамента, м; |
|
|
|
|
|
|
||||
bу |
– ширина условного фундамента, м; |
|
|
|
|
|
|||||
Gyф – нормативный вес условного фундамента, кН, по формуле: |
|
||||||||||
67
Gуф= ау bу hf , |
(91) |
где – осредненный объемный вес бетона и грунта, равный 20 кН/м3;
hf – высота условного фундамента от уровень планировки (DL) до уровня нижних концов свай (FL), м;
4.Определяем расчетное сопротивление грунта на уровне нижних концов свай c учетом ширины условного фундамента bу по формуле:
R |
c1 c2 |
(M |
|
k |
z |
b |
II |
M |
g |
d |
' |
c |
II |
M |
c |
). |
(92) |
|
|||||||||||||||||
|
k |
|
|
|
1 |
II |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
коэфф ц енты: с1, с2 ,k,M ,kz ,b, II ,Mg ,d1, II' |
,cII ,Mс |
те же, что в за- |
|||||||||||||||
сжимаемой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
даче 1 для несущего слоя основания. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
В формуле (92) b = bу , а d=hf (рис.18). |
|
|
|
|
|
||||||||||||
С4. Определен е осадки условного фундамента sef и нижней границы |
|||||||||||||||||
толщи основания. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Для определен я осадки условного фундамента sef и нижней грани- |
|||||||||||||||||
бА |
|
||||||||||||||||
цы сж маемой толщи основания, сжимаемую толщу грунта делят на элементы, толщ на которых hi не должна превышать 0,4bу. Границы элементов необход мо совмещать с границами естественных слоев грунта, т.к. модули деформац грунтов для каждого слоя основания различны.
Вычисляем вертикальные напряжения от собственного веса грунта:
|
|
n |
|
|
zg |
hi i . |
(93) |
|
|
i |
|
где i |
и hi – соответственно удельный вес и толщина hi каждого слоя |
||
грунта. |
|
Д |
|
|
|
|
|
При расчете природного давления грунтов, расположенных ниже уровня подземных вод, необходимо учитывать взвешивающее действие воды. В этом случае вместо i используют iвзв .
При определении природного давления на кровле слоя водонепрони-
|
|
И |
|
цаемого грунта (глина, суглинок при IL≤0≤0,25) необходимо учитывать до- |
|||
полнительное гидростатическое давление, определяемое по формуле: |
|||
|
pw whw , |
|
(94) |
где hw – мощность грунта от уровня грунтовых вод (WL ) |
до кровли во- |
||
донепроницаемого грунта, м |
|
|
|
w– удельный вес воды=9,81 кН/м3.
Напряжение от давления, создаваемого сооружением, под центром подошвы фундамента на глубине z от его подошвы, вычисляется по фор-
муле: |
p , |
|
zр |
(95) |
где – коэффициент, учитывающий затухание напряжений по глубине основания, принимается по табл.41, в зависимости от соотношения сторон
68
прямоугольного фундамента n aу и относительной глубины 2z , зна-
|
|
|
|
|
|
|
|
by |
|
|
|
|
|
by |
||
|
чения |
z отсчитываются от подошвы условного фундамента до кровли ка- |
||||||||||||||
|
ждого слоя hi. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 41 |
|||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
Коэффициент (извлечение из СП 22.13330-2016[5]) |
|
|
|
|||||||||
|
|
2z |
|
|
прямоугольных с соотношением сторон, n aу равным |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
by |
|
|
|
|
|
by |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
1,0 |
|
1,4 |
|
1,8 |
2,4 |
|
3,2 |
|
5 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
и |
|
4 |
5 |
|
6 |
|
|
7 |
|
|||||
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
||||||
|
0 |
|
1,000 |
1,000 |
|
1,000 |
1,000 |
|
1,000 |
|
1,000 |
|
||||
|
0,4 |
|
0,960 |
0,972 |
|
0,975 |
0,976 |
|
0,977 |
|
0,977 |
|
||||
|
0,8 |
|
0,800 |
0,848 |
|
0,866 |
0,876 |
|
0,879 |
|
0,881 |
|
||||
|
1,2 |
|
0,606 |
0,682 |
|
0,717 |
0,739 |
|
0,749 |
|
0,754 |
|
||||
|
1,6 |
|
бА |
|
0,629 |
|
0,639 |
|
||||||||
|
|
0,449 |
0,532 |
|
0,578 |
0,612 |
|
|
|
|||||||
|
2,0 |
|
0,336 |
0,414 |
|
0,463 |
0,505 |
|
0,530 |
|
0,545 |
|
||||
|
2,4 |
|
0,257 |
0,325 |
|
0,374 |
0,419 |
|
0,449 |
|
0,470 |
|
||||
|
2,8 |
|
0,201 |
0,260 |
|
0,304 |
0,349 |
|
0,383 |
|
0,410 |
|
||||
|
3,2 |
|
0,160 |
0,210 |
|
0,251 |
0,294 |
|
0,329 |
|
0,360 |
|
||||
|
3,6 |
|
0,131 |
0,173 |
|
0,209 |
0,250 |
|
0,285 |
|
0,319 |
|
||||
|
4,0 |
|
0,108 |
0,145 |
|
0,176 |
0,214 |
|
0,248 |
|
0,285 |
|
||||
|
4,4 |
|
0,091 |
0,123 |
|
0,150 |
0,185 |
|
0,218 |
|
0,255 |
|
||||
|
4,8 |
|
0,077 |
0,105 |
|
0,130 |
0,161 |
|
0,192 |
|
0,230 |
|
||||
|
5,2 |
|
0,067 |
0,091 |
|
0,113 |
0,141 |
|
0,170 |
|
0,208 |
|
||||
|
5,6 |
|
0,058 |
0,079 |
|
0,099 |
0,124 |
|
0,152 |
|
0,189 |
|
||||
|
6,0 |
|
0,051 |
0,070 |
|
0,087 |
0,110 |
|
0,136 |
|
0,173 |
|
||||
|
6,4 |
|
0,045 |
0,062 |
|
0,077 |
0,099 |
|
0,122 |
|
0,158 |
|
||||
|
6,8 |
|
0,040 |
0,055 |
|
0,064 |
0,088 |
|
0,110 |
|
0,145 |
|
||||
|
7,2 |
|
0,036 |
0,049 |
|
0,062 |
0,080 |
|
0,100 |
|
0,133 |
|
||||
|
7,6 |
|
0,032 |
0,044 |
|
0,056 |
0,072 |
|
0,091 |
|
0,123 |
|
||||
|
8,0 |
|
0,029 |
0,040 |
|
0,051 |
0,066 |
|
0,084 |
|
0,113 |
|
||||
|
8,4 |
|
0,026 |
0,037 |
|
0,046 |
0,060 |
И |
|
|||||||
|
|
|
|
0,077 |
|
0,105 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
||||||||
8,8 |
|
0,024 |
0,033 |
|
0,042 0,055 0,071 |
|
0,098 |
|
||||||||
|
9,2 |
|
0,022 |
0,031 |
|
0,039 |
0,051 |
|
0,065 |
|
0,091 |
|
||||
|
9,6 |
|
0,020 |
0,028 |
|
0,036 |
0,047 |
|
0,060 |
|
0,085 |
|
||||
|
10,0 |
|
0,019 |
0,026 |
|
0,033 |
0,043 |
|
0,056 |
|
0,079 |
|
||||
|
10,4 |
|
0,017 |
0,024 |
|
0,031 |
0,040 |
|
0,052 |
|
0,074 |
|
||||
|
10,8 |
|
0,016 |
0,022 |
|
0,029 |
0,037 |
|
0,049 |
|
0,069 |
|
||||
|
11,2 |
|
0,015 |
0,021 |
|
0,027 |
0,035 |
|
0,045 |
|
0,065 |
|
||||
|
11,6 |
|
0,014 |
0,020 |
|
0,025 |
0,033 |
|
0,042 |
|
0,061 |
|
||||
|
12,0 |
|
0,013 |
0,018 |
|
0,023 |
0,031 |
|
0,040 |
|
0,058 |
|
||||
p – среднее давление под подошвой фундамента по формуле (90).
69
Осадку условного фундамента sef определяют путем суммирова- |
||||||||||||
ния осадок по элементам слоёв hi. Расчет ведут в табличной форме, |
||||||||||||
табл.42. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 42 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2z |
z by , |
|
|
p, |
|
кПа, |
|
n |
|
|
|
|
|
|
, м |
zg,i |
ihi , |
|
|
0,5 |
|
||||
by |
2 |
|
|
= |
i |
|
i 1 |
|
zy,i zg,i |
zg,i |
||
|
i |
h |
|
|
|
|||||||
|
м |
|
zp,i |
h |
|
|
кПа |
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
кПа |
|
|
|
кПа |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
|
8 |
9 |
|
После этого строят эпюры zg,i, |
zр,i |
и zy,i |
(рис.19). Находят ВС |
|||||||||
(НГ Т – н жняя гран ца сжимаемой толщи), горизонт, при котором со- |
||||||||||||
блюдается услов |
е zp |
0,5 zg ). |
|
|
|
|
|
|
|
|||
С |
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DL |
0,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Разнов дность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИГЭ1 |
грунта ИГЭ 1 |
|
h 1,м |
|
|
|
Dd |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
и1 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
,кН/м3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Разнов дность |
|
|
WL |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
грунта ИГЭ 2 |
|
h 2,м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,кН/м3; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИГЭ2 |
в,кН/м3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Dhw |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
zg,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
zp,0=p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Разновидность |
|
|
|
|
|
|
bbу |
|
|
|
|
|
грунта ИГЭ 3 |
|
|
FL |
Hhi ,м |
м |
|
|
|
|
|
|
ИГЭ3 |
,кН/м3; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
бА |
|
|
|
|||||||||
|
сс,кПа; |
|
|
Эпюра zg |
z,1 |
z,2м |
|
|
|
|
|
|
|
,град; |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Е, кПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эпюра zp |
Нс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эпюра zy |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B.C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z,iм |
|
0.5 zg |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Z |
|
|
|
|
|
Рис. 19. Схема к определению осадки условного фундамента: |
|
|
|||||||||
DL — отметка планировки; FL — отметка подошвы фундамента; WL — уровень |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||||
подземных вод; В.С — нижняя граница сжимаемой толщи; p — среднее давление |
||||||||||||
под подошвой фундамента; σzg и σzg,0 — вертикальное напряжение от собст- |
||||||||||||
венного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; |
||||||||||||
σzp и σzp,0 — вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от |
||||||||||||
подошвы фундамента и на уровне подошвы; σzy,i — вертикальное напряжение |
||||||||||||
от собственного веса вынутого в котловане грунта в середине i-го слоя на глуби- |
||||||||||||
|
не z от подошвы фундамента; Нс — глубина сжимаемой толщи |
|
|
|||||||||
70