Проектирование фундаментов под водонапорную башню

Разделяем на слой толщиной Таблица 5 – Напряжения от собственного веса грунта№ слоя123456789104,736,298,129,9611,7913,6215,4617,2919,1220,95Строим эпюру дополнительных вертикальных напряжений на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента.Таблица 6 – Дополнительные вертикальные напряжения и осадка фундамента№ слояz000113,112,30,02710,830,6920,8811,59,50,02421,791,4920,577,56,150,01532,752,2920,374,83,950,01043,713,0920,243,154,673,8920,152<Рис. 3 – Эпюры от собственного веса грунта и дополнительных вертикальных напряженийПолученная осадка меньше допустимой для жестких сооружений высотой до 100 м:.Проектирование свайных фундаментовВыбор типа свайного фундаментаВ данной работе анализ грунтовых условий показал, что применение забивных (по способу заглубления), висячих (по условиям взаимодействия) свай наиболее эффективно.В данной работе применяются железобетонные сваи призматического квадратного поперечного сечения 0,3×0,3 м, длиной 6 м с заостренным нижним концом.В данной работе применяется низкий ростверк. Глубина заложения ростверка, как и для фундаментов мелкого заложения – 2,45 м.Высота ростверка:.Расчет свай по несущей способности грунтаОдиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия:,где N – расчетная нагрузка, передаваемая на сваю ; - расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи (несущая способность сваи); - коэффициент надежности, в данной работе .Несущую способность висячей забивной сваи, погружаемой без выемки грунта, 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 γс – коэффициент условия работы сваи в грунте;R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое по таблице 1 [3];U – наружный периметр сечения сваи;kz - коэффициент, принимаемый kz = 1;fi – расчетное сопротивление i-того слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, принимаемое по таблице 2 СНиП 2.02.03-85 в зависимости от глубины hi;hi– толщина i-того слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи;γcr и γcp– коэффициенты условия работы грунта под нижним концом и на боковой поверхности свай соответственно.Количество свай:.Расчетная сжимающая сила , тс определяется по формуле:,где - нормативная вертикальная нагрузка, действующая на фундамент; - собственный вес ростверка свайного фундамента, равный:,где = 2,5 тс/м3 - удельный вес железобетона; d – глубина заложения фундамента; - соответственно минимальная длина и ширина ростверка свайного фундамента:где - соответственно ширина и длина колонны здания.Тогда собственный вес ростверка свайного фундамента равен:,.Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи для суглинка с пределом текучести JL = 0,3 при глубине погружения нижнего конца сваи 8,35 м, определенное интерполяцией, равно R = 339 тс/м2.Таблица 7 – Трение боковой поверхности сваи№ слоя, м11,53,955,92521,54,2256,337531,354,36755,89618,16Несущая способность висячей забивной сваи:Определяем силу расчетного сопротивления сваи по грунту:.Количество свай:.Принимаем количество свай 4 шт.Расчет свайного фундамента по деформациямРасчет свай и свайных фундаментов по деформациям следует производить исходя из условий:S < Suгде S – совместная деформация сваи, свайного фундамента и сооружения (осадка, перемещение, относительная разность осадок свай, свайных фундаментов и т.п.), определяемая расчетом;Su – предельное значение совместной деформации основания сваи, свайного фундамента и сооружения, устанавливаемое по указаниям СНиП 2.02.01-83.Расчет осадки свайного фундамента производится, как и для фундамента мелкого заложения на естественном основании (согласно СНиП 2.02.01-83) методом послойного суммирования.Строится условный фундамент, который будет включать сваи, ростверк и грунт в между свайном пространстве.Рис. 4 – Условный фундаментРазмеры условного фундамента вычислим аналетически:Определяем среднее удельное давление по подошве фундамента:Определяем дополнительное природное давление на основание:Строим эпюру напряжения от собственного веса грунта .Разделяем на слой толщиной Таблица 8 – Напряжения от собственного веса грунта№ слоя123456789104,735,486,236,987,838,749,6510,5711,4912,41Строим эпюру дополнительных вертикальных напряжений на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента.Коэффициент определяем как для отношения . Ось z имеет начала в центральной точке подошвы. Расчеты сведём в таблицу 9.Таблица 9 – Дополнительные вертикальные напряжения и осадка фундамента№ слояz000126,94250,01610,40,660,85623,06190,01220,81,330,55414,95120,00731,220,3369,057,320,00541,652,750,2085,64,660,000952,13,50,1383,723,170,000662,554,250,0972,622,280,00047350,0721,9483,455,750,0561,5<Рис. 5 – Эпюры от собственного веса грунта и дополнительных вертикальных напряженийПолученная осадка меньше допустимой для жестких сооружений высотой до 100 м:.ЗаключениеВ данной работе было рассмотрено два варианта фундаментов для водонапорной башни: фундамент мелкого заложения и свайный фундамент.Преимущество фундамента мелкого заложения – простота его возведения и, следовательно, дешевизна производства работ.Свайный фундамент в плане стоимости производства работ при его возведении значительно дороже. Но при расчете осадок, он значительно выигрывает у фундаментов мелкого заложения, помимо этого, он более устойчив.Окончательно принимаем свайный фундамент как наиболее безопасный при строительстве и эксплуатации сооружения.Список литературыКостерин Э.В. Основания и фундаменты. – М.: Высшая школа., 1990.НИИОСП им. Герсиванова Госстроя СССР. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83). – М.: Стройиздат., 1986.СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. / Госстрой СССР. - М.: Стройиздат., 1985.СНиП 2.02.01-85. Свайные фундаменты. / Госстрой СССР.- М.: ЦИТП Госстроя СССР., 1985.Руководство по проектированию свайных фундаментов, М. Стройиздат, 1980.СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия./ Госстрой России. – М.: ГУП ЦТП,2001.