Проектирование оснований и фундаментов промышленных и гражданских зданий в региональных инженерно-геологических условиях

Рисунок 2.3 - Осадка фундамента №13. Проектирование свайного фундамента3.1 Выбор типа свай и глубины заложения подошвы ростверка свайного фундаментаПринимаем железобетонные висячие сваи квадратного поперечного сечения. Глубину погружения свай равна 6 м ниже подошвы ростверка. Размер поперечного сечения 30х30 см.Ростверки, объединяющие сваи в свайные фундаменты, выполняем монолитными из железобетона. Глубину заложения подошвы ростверка назначаем, исходя из условий возможности пучения грунтов при промерзания и с учетом конструктивных особенностей здания. По геологическому разрезу видим, что ростверк попадает на грунты 2-го слоя – глина полутвердая.3.2 Определение несущей способности одиночной сваи.Несущая способность висячей забивной сваи, работающей на сжимающую нагрузку, определяется как сумма расчетных сопротивлений грунтов под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле:где: A- площадь опирания на грунт сваи, м2;A= 0,32= 0,09;u - наружный периметр поперечного сечения сваи, м;u=4·0,3=1,2R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, R = f(H=12,0 м; суглинок) = 10980 кПа;hi - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта по боковой поверхности сваи, кПаc - коэффициент условий работы сваи в грунте, c = 1;cR и cf -коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи, принимаемые по таблицам СНиП. В курсовом проекте принимать cR и cf равными 1.F =1· (10980·0,09+1,2· [2,0·43,2+1,4∙49,1+2,0∙42,5+1,5∙44,3+1,4∙45,7+1,6·66,7]) = 1561,0 кНЧтобы определить расчетное сопротивление трению по боковой поверхности сваи fi, каждый пласт грунта делим на слои высотой h не более 2.0м. Сопротивление трению на глубине:z1 = 3,1 м , h1 = 2,0 м, f1 = 43,2 кПа;z2 = 4,8 м, h2 = 1,4 м, f2 = 49,1 кПа;z3 = 6,5 м, h3 = 2,0 м, f3 = 42,5 кПа;z4 = 8,25 м , h4 = 1,5 м, f4 = 44,3 кПа;z5 = 9,7 м , h5 = 1,4 м, f5 = 45,7 кПа;z6 = 11,2 м , h6 = 1,6 м, f6 = 66,7 кПа;Рисунок 3.1. Расчетная схема к определению несущей способности одиночной сваи.Расчетная нагрузка на сваю по грунту составит Рсв =F/γк = 1561/1,4 = 1115 кН. где – коэффициента надежности по грунту, зависит от способа определения несущей способности, если несущая способность сваи по грунту определяется аналитически, γk=1,4.3.3 Определение требуемого количество свай.Для определения требуемого количества свай необходимо в первом приближении ширину ростверка в плане принять равной ширине стены с учетом запасов по обрезу фундамента по 5 см, т.е. bp=b0+2x0.05=0,5+2х0,05=0,6 (м). Определяем требуемое количество свай на 1 пог.м фундамента: n=(N1+ N2)L/Рсв где N1 - центральная вертикальная нагрузка на фундамент от сооружения, кН/пм; N2- вес ростверка, кН/пм; Рсв - расчетная нагрузка на сваю; L –длина стены, под которую проектируется свайный фундамент.Фундамент №1n=(N1+ N2)L/Рсв =(320+8,64)·1/1115=0,3Принимаем 1 сваюОпределяем фактическую нагрузку, приходящуюся на одну сваю pф и сравнивают с допускаемой Fdpф=( N1+N2) / n ≤ Fdpф=(320+8,64)/1=328,64 кН ≤ Fd = 1561,0 кНУсловие выполняется.Фундамент №2n=(N1+ N2)L/Рсв =(490+8,64)·1/1115=0,45Принимаем 1 сваюОпределяем фактическую нагрузку, приходящуюся на одну сваю pф и сравнивают с допускаемой Fdpф=( N1+N2) / n ≤ Fdpф=(490+8,64)/1=498,64 кН ≤ Fd = 1561,0 кНУсловие выполняется.Фундамент №3n=(N1+ N2)L/Рсв =(280+8,64)·1/1115=0,3Принимаем 1 сваюОпределяем фактическую нагрузку, приходящуюся на одну сваю pф и сравнивают с допускаемой Fdpф=( N1+N2) / n ≤ Fdpф=(280+8,64)/1=288,64 кН ≤ Fd = 1561,0 кНУсловие выполняется.Определяем расчетное расстояние между осями свай на 1 пог.м стены: ap=1пог.м/ n = 1пог.м/0,45 = 2,2 м. Принимаем для всех сечений однорядное расположение свай С10-30 с шагом 2,2 м.Ширину ростверка принимаем 0,6 м.3.4 Расчет конечной осадки свайного фундаментаФундамент №2Вычислим нормативный вес ростверка: 𝐺р = 𝑎 ∙ 𝑏 ∙ 𝑑р ∙ 𝛾𝑚𝑡 ∙ 𝛾𝑓 = 0,6 ∙ 1,0 ∙ 0,6 ∙ 20 ∙ 1 = 7,2 кН. Вычислим нормативный вес свай: 𝐺св = 𝑛 ∙ 𝑚св ∙ 𝑔 ∙ 𝛾𝑓 = 1 ∙ 25 ∙ 10·0,3·0,3 ∙ 1 = 22,5 кН. Вычислим нормативную сжимающую силу на куст свай Nd: Nd = NII + Gр + Gсв =580 +7,2 + 22,5= 609,7 кНВычислим модуль сдвига для всех ИГЭ, которые прорезает свая. Осредненный модуль сдвига G1 принимаем равным:Осредненный коэффициент пуассона υ1 принимаем равным (для суглинков):Вычислим относительную жесткость ствола сваи:Вычислим параметр, отвечающий за увеличение осадки за счет сжатия ствола сваи:Вычислим параметр 𝐾𝜐: 𝐾𝜐= 2,82-3,78 ν+2,18 ν2=2,82-3,78×0,23+2,18×0,232=2,07.Сваи опираются на ИГЭ-4:Расчетный диаметр свай – 0.3 м .Вычислим коэффициент β`, соответствующий абсолютно жесткой сваи:Вычислим коэффициент α`:Вычислим коэффициент β:Вычислим осадку свай:S=0,001 см