Материал: Проектирование свайных и ленточных фундаментов

Проектирование свайных и ленточных фундаментов

Оглавление

1. Исходные данные и оценка инженерно-геологических условий площадки строительства

. Выбор типа и конструкции фундамента. Назначение глубины заложения фундамента

. Определение размеров подошвы фундаментов

. Проверка напряжений в основании фундамента

. Расчёт осадки фундамента

. Расчёт осадки фундамента во времени

7. Проект свайного фундамента

7.1 Выбор типа и конструкции свай и свайного фундамента. Назначение глубины заложения ростверка

.2 Определение несущей способности сваи и расчётной нагрузки, допускаемой на сваю

.3 Определение количества свай в фундаменте и фактической нагрузки на сваю

.4 Расчёт осадки свайного фундамента

. Сравнение вариантов фундаментов и выбор основного

Литература

. Исходные данные и оценка инженерно-геологических условий площадки строительства

Таблица 1

Отметка поверхности рельефа NL=149,0м; глубина промерзания грунта dfn=1,4 м.

Для оценки свойств грунтов вычисляем характеристики физических свойств:

Коэффициент пористости

.

; ;

; .

Степень влажности грунта

.

; ;

;

Характеристики свойств грунтов и их классификационные показатели приведены в табл. 2.

Таблица 2. - Характеристики физико-механических свойств грунтов строительной площадки

2. Выбор типа и конструкции фундамента. Назначение глубины заложения фундамента

Для вагоноремонтного депо устраиваем фундамент из сборных элементов, глубина заложения которого зависит от:

Расчётная глубина сезонного промерзания грунта df у фундамента определяется по формуле

.

м.

Глубину заложения фундаментов (см. рис. 2).

3. Определение размеров подошвы фундаментов

Размеры подошвы фундаментов определяем по формуле:

;

Исходя из полученых значений, в соответствие с ГОСТом подбираем фундаменты. Размеры нижней подушки . После нескольких приближений я получил фундамента:

;

.

1) Подсчитаем нагрузки и воздействия, передающиеся на основание. Для наружной стены здания учитываются: усилие в плоскости обреза фундамента, усилие от собственного веса фундамента и веса грунта на его уступах, а также боковое давление грунта (см. рис. 6). Боковое давление грунта на фундамент определяется с учётом временной нагрузки на поверхности планировки интенсивностью 10 кН/м². Действие временной нагрузки заменяется эквивалентным весом грунта засыпки пазух фундамента приведённой толщиной

пр = q/g¢II = 10/16=0,6 м.

Рис. 5. Элементы ленточного фундамента.

При этом боковое давление грунта на отметке планировки (см. рис. 6)

s¢б1 = g¢II×hпр×tg2(45 - j/2) = 16×0,6×tg2(45 - 24/2) = 4,05 кПа;

на отметке подошвы фундамента

sб1 = g¢II(d + hпр)tg2(45 - j/2) = 16(2,5 + 0,6)tg2(45 - 24/2) = 20,92 кПа;

Рис. 6. Расчётная схема фундамента под наружную стену здания.

Равнодействующие бокового давления грунта засыпки на стену подвала

E0II = d(s¢б1 + sб1)/2 = 3,95(4,05 + 20,92)/2 = 68,60 кН;

точки приложения равнодействующих

= d/3 × (2s¢б1 + sб1)/(s¢б1 + sб1) = 3,95/3 × (2 × 4,05 + 30,7)/(4,05 + 30,7) = 1,47 м;= d1/3 × (2s¢б2 + sб2)/(s¢б2 + sб2) = 1,8/3 × (2 × 4,05 + 16,19)/(4,05 + 16,19) = 0,72 м.

Расчётные значения моментов в сечении на отметке подошвы фундамента приближённо могут быть приняты

(1) = 6sб1(d + hпр)2/15 = 6×30,7(3,95+ 0,6)2/15 = 254,2кН×м;(2) = 6sб2(d1 + hпр)2/15 = 6×14,17(1,8+ 0,6)2/15 = 32,6 кН×м.

Определим усилия от собственного веса фундамента и веса грунта на его уступахф = 2,7×1,8×0,3+2,1×1,8×0,3+0,9×0,9×1,2+0,4×0,4×2,15 = 3,9 ;

Gф =3,56×23=89,7 кН;

GгрII(1) = (2,7×1,8×1,8-3,56)×16= 83,04 кН;

GгрII(2) = (2,7×1,8×2,15/2)×16= 83,52 кН.

В результате суммарные нагрузки и воздействия по подошве фундамента наружной стены здания для расчёта основания по деформациям можно представить в виде:

а) нормальная вертикальная нагрузка

NII = N0II + GфII + GгрII(1) + GгрII(2) = 1400+89,7+83,04+83,52 = 1656,5 кН;

б) момент в плоскости подошвы фундамента

= MEII(1) - MEII(2) -GгрII(2)×e +Q×d+Mo II = 254,2 - 32,6 + 83,52×0,9 - 10×3,95-110 = 147,3 кН×м.

) На подошву фундамента внутренней колонны здания будет действовать нормальная вертикальная нагрузка, момент и поперечная нагрузка. Определим её:ф = 3×2,4×0,3+2,1×1,5×0,3+0,9×0,9×1,2+0,4×0,4×2,15= 4,36;

GфII =4,36×23=100,3 кН;

GгрII = (3×2,4×1,8-4,02)×= 143,04 кН;

= N0II + GфII + GгрII = 2200+100,3+143,04 = 2442,34 кН.

MII = Mo II+Q×d=95+20×3.95=174 кН×м.

4. Проверка напряжений в основании фундамента

Для фундаментов под наружную и внутреннюю колонн здания должны выполняться условия:

p £ R;£ 1,2 R;> 0.

Определим расчётное сопротивление грунта основания

;

где:

 (табл. В1 СНБ В[1]);= 1,1;

 (табл. В2 СНБ);= 1;

) Для фундамента под наружную колонну здания:= 2,4 м;

gII =  кН/м3;

g¢II =  кН/м3;

сII = 37,6 кПа;= 1,8 м;= 0,15 м;

gcf = 23 кН/м³;

d1 = hs + hcf gcf / g¢II = 1,8 + 0,15×23 / 17,9 = 2,0 м;

db = 2 м.

Получаем:

кПа.

Среднее давление под подошвой фундамента

= NII/A = 1665,3/(2,7×1,8) = 340,8 кПа.

Определяем максимальное и минимальное краевое давление по подошве внецентренно нагруженного фундамента

pmax = NII/A + MII/W = 340,8 + 147,3×6/(2,72×1,8) = 408,1 кПа;= NII/A - MII/W = 340,8 - 147,3×6/(2,72×1,8) = 273,5 кПа.

Итак, получаем:

,8 < 362,9;

,1 < 435,5;

,5 > 0.

Расхождение между p и R составляет 6 %. Размер подошвы фундамента под наружную колонну здания подобран верно.

) Для фундамента под внутреннею колонну здания:

Расчётное сопротивление грунта основания

кПа.

Среднее давление под подошвой фундамента

= NII/A = 2443,3/(3×2,4) = 339,3 кПа

Определяем максимальное и минимальное краевое давление по подошве внецентренно нагруженного фундамента

pmax = NII/A + MII/W = 339,4 + 174×6/(32×2,4) = 387,6 кПа;= NII/A - MII/W = 339,4 - 174×6/(32×2,4) = 281,1 кПа.

Итак, получаем:

339,3 < 361

387,6<433,2

,1>0

Расхождение между p и R составляет 6%. Размер подошвы фундамента под внутреннюю колонну здания подобран верно.

5. Расчёт осадки фундамента

Осадку фундамента будем определять методом послойного суммирования по методике [2].

Определим значение конечной осадки отдельно стоящего фундамента наружной колонны здания по методу послойного суммирования. Ширина подошвы b = 1,8 м; глубина заложения d = 3,95 м; среднее давление под подошвой фундамента p = 340,8 кПа; напряжение от собственного веса грунта в уровне подошвы фундамента szg,о = g¢×d = 17,9×3,95 = 70,8 кПа; дополнительное давление pо = 340,8 - 70,8 = 230,5 кПа. Результаты вычислений осадки данного фундамента сведены в таблицу 3, а эпюры напряжений показаны на рисунке 7.

Таблица 3. - Расчёт осадки фундамента под наружную стену здания.