1.2
Краткая
характеристика проектируемого здания
Здание промышленное с размерами в плане
36 * 72 м. Высота до низа стропильной конструкции 12 м. Производственный корпус
с мостовыми кранами грузоподъемностью 120 тон. Сетка колон 6 * 18 м. Выбираем
два расчетных фундамента по осям «А» и «В» ( крайний и средний ряд ).
2 Сбор нагрузок
на фундаменты.
2.1
Фундамент
крайнего ряда.
Вид нагрузки |
Нормативная |
gf
|
Расчетная |
|
кН/м2
|
кН |
|
кН |
Постоянная
1
Гравийная защита
2
Три слоя рубероида
3
Утеплитель ( керамзит )
4
Пароизоляция
5
Ж/б ребристая плита
6
Ж/б стропильная балка
7
Ж/б колонна
8
Ж/б подкрановые балки
9
Стеновые панели
10
Фундаментные балки
|
0,3
0,15
2
0,06
2,8
|
16,2
8,1
108
3,24
151,2
60
100
20
240
15
|
1,3
1,3
1,3
1,3
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
|
21,06
10,53
140,4
4,21
166,32
66
110
22
264
16,5
|
Итого
постоянной |
|
721,74 |
- |
821,02 |
Временная
1
Снеговая нагрузка
2
Крановая нагрузка
|
1 |
54
1200
|
1,4
1,2
|
75,6
1440
|
Итого
временная |
|
1254 |
- |
1515,6 |
ВСЕГО |
|
1975,74 |
- |
2336,62 |
Горизонтальная
нагрузка от крана 0,005 1440 =72 кН
Момент на
фундаменте М= 10 1440 = 0,72 МНм
2.2
Фундамент
среднего ряда
Вид нагрузки |
Нормативная |
gf
|
Расчетная |
|
кН/м2
|
кН |
|
кН |
Постоянная
1
Гравийная защита
2
Три слоя рубероида
3
Утеплитель ( керамзит )
4
Пароизоляция
5
Ж/б ребристая плита
6
Ж/б стропильная балка
7
Ж/б колонна
8
Ж/б подкрановые балки
9
Стеновые панели
10
Фундаментные балки
|
0,3
0,15
2
0,06
2,8
|
32,4
16,2
216
6,48
302,4
120
100
20
-
-
|
1,3
1,3
1,3
1,3
1,1
1,1
1,1
1,1
-
-
|
42,12
21,06
280,8
8,42
332,64
132
110
22
-
-
|
Итого постоянной |
|
813,48 |
- |
949,04 |
Временная
1
Снеговая нагрузка
2
Крановая нагрузка
|
1 |
108
2400
|
1,4
1,2
|
151,2
2880
|
Итого
временная |
|
2508 |
- |
3031,2 |
ВСЕГО |
|
3321,48 |
- |
3980,24 |
Горизонтальная
нагрузка от крана 0,05 2880 = 144 кН
Момент на
фундаменте М= 10 1,44 = 1,44 Мпа
3
Инженерно-геологические условия площадки строительства.
3.1
Определение
физико-механических характеристик грунтов площадки строительства.
1 СЛОЙ - Песок крупнозернистый
а)
Коэффициент пористости
е = (zs - zd ) / zd =
(2660 - 1606 ) / 1606 = 0.66
zd = z / ( 1 + w ) =
1950 / ( 1 + 0.214 ) = 1606
Песок
крупнозернистый средней плотности
б)
Степень влажности
Sr =
w zs / (
e zw ) =
0.214 2660 / ( 0.66 1000 ) = 0.86
в)
Удельный вес с учетом взвешивающего действия воды
gsw = ( gs - gw ) /
(1 + e ) = (2660 - 1000 ) / ( 1 + 0.66 ) =1000
Песок
крупнозернистый средней плотности,влажный j = 38 С - нет E0
= 30
2 СЛОЙ - Песок
крупнозернистый
а)
Коэффициент пористости
е = (zs - zd ) / zd =
(2680 - 1522 ) / 1522 = 0.76
zd = z / ( 1 + w ) =
1800 / ( 1 + 0.183 ) = 1522
Песок
крупнозернистый в рыхлом состоянии
б)
Степень влажности
Sr =
w zs / (
e zw ) =
0.183 2680 / (
0.76
1000 ) = 0.65
в)
Удельный вес с учетом взвешивающего действия воды
gsw = ( gs - gw ) /
(1 + e ) = (2680 -
1000 ) / ( 1 + 0.76 ) = 954,5
Песок
крупнозернистый в рыхлом состоянии,влажный j - нет С - нет E0
- нет
3 СЛОЙ - Песок среднезернистый
а)
Коэффициент пористости
е = (zs - zd ) / zd =
(2670 - 1590 ) /
1590 =
0.68
zd = z / ( 1 + w ) = 1860 / (
1 + 0.17 ) =
1590
Песок
среднезернистый средней плотности
б)
Степень влажности
Sr =
w zs / (
e zw ) =
0.17 2670 / (
0.68
1000 ) = 0.67
в)
Удельный вес с учетом взвешивающего действия воды
gsw = ( gs - gw ) /
(1 + e ) = (2670 -
1000 ) / ( 1 + 0.68 ) = 994
Песок
среднезернистый средней плотности ,влажный j = 38 С - нет E0
= 25
4 СЛОЙ - Суглинок
а)
Число пластичности
Jp =
Wl - Wp = 0.219 - 0.100 = 0.119
б)
Показатель консистенции
Jl =
( W - Wp ) / ( Wl - Wp ) = ( 0.193 -0.100 ) /
( 0.219 - 0.100 ) = 0.78
Суглинок
текуче-пластичный
в)
Коэффициент пористости
е = (zs - zd ) / zd = (2700 -
1685 ) /
1685 =
0.6
zd = z / ( 1 + w ) = 2010 / (
1 + 0.193 ) =
1685
Суглинок
текуче-пластичный
j = 19 С = 25 E0
= 17
5 СЛОЙ - Суглинок
а)
Число пластичности
Jp =
Wl - Wp = 0.299 - 0.172 =
0.127
б)
Показатель консистенции
Jl =
( W - Wp ) / ( Wl - Wp ) = ( 0.15593
-0.172
)
/ ( 0.299 -
0.172 ) = - 0,13
Суглинок твердый
в)
Коэффициент пористости
е = (zs - zd ) / zd = (2730 - 1610 ) /
1610 = 0.7
zd = z / ( 1 + w ) = 1860 / (
1 + 0.155 ) = 1610
Суглинок твердый
j = 23 С = 25 E0
= 14
Сводная таблица
физико-механических свойств грунта
Характеристика
грунта |
Номер слоя
грунта |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1
Наименование грунта |
Песок
крупнозернистый |
Песок
крупнозернистый |
Песок среднезернистый |
Сугли нок |
Сугли нок |
2
Удельный вес ( g ) |
1950 |
1800 |
1860 |
2010 |
1860 |
3
Удельный вес твердых частиц (gs)
|
2660 |
2680 |
2670 |
2700 |
2730 |
4
Влажность (W
) |
0,214 |
0,183 |
0,170 |
0,193 |
0,155 |
5
Влажность на границе раскатывания ( Wp )
|
- |
- |
- |
0,100 |
0,172 |
6
Влажность на границе тякучести (Wl )
|
- |
- |
- |
0,219 |
0,299 |
7
Число пластичности ( Jp )
|
- |
- |
- |
0,119 |
0,127 |
8
Показатель
консистенции ( Jl )
|
- |
- |
- |
0,78 |
-0,13 |
9
Коэффициент пористости ( е ) |
0,66 |
0,76 |
0,68 |
0,6 |
0,7 |
10
Степень влажности ( Sr )
|
0,86 |
0,65 |
0,67 |
- |
- |
11
Условное
расчетное сопротивление ( R ) |
500 |
450 |
500 |
230 |
250 |
12
Угол внутреннего трения ( j
) |
38 |
- |
38 |
19 |
23 |
13
Удельное сцепление ( с ) |
- |
- |
- |
25 |
25 |
14
Модуль деформации ( Е0 )
|
30 |
- |
25 |
17 |
14 |
3.2
Определение
отметки планировки земли
Данные о
напластовании грунтов по осям «А» и «Б»
Ось здания |
Мощности слоев |
Абсолютная
отметка
поверхности
|
Уровень
грунтовых вод |
|
Раст. слой |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
земли |
|
«А»
скв. 1
|
0,2 |
1,8 |
2,4 |
2,5 |
3,7 |
14,6 |
134,2 |
132,4 |
«Б»
скв.2
|
0,2 |
1,7 |
2,6 |
3,8 |
3,5 |
13,4 |
134,6 |
132,9 |
Отметку
планировки земли DL назначаем исходя из минимума земляных работ на
площадке.
DL = ( Hскв 1 + Нскв 2
) / 2 = ( 134,2 + 134,6 ) / 2 = 134,4 м.
Относительно
уровня чистого пола DL = -0,1 м., тогда абсолютная отметка
пола составит 134,5 м.
По
данным наплоставания грунтов строим инженерно-геологический разрез по оси
скважин 1 и 2.
3.3
Выводы
В
целом площадка пригодна для возведения здания . Рельеф площадки ровный с
небольшим уклоном в сторону скважины 1. Грунты имеют слоистое напластование с
выдержанным залеганием пластов ( уклон кровли грунта не превышает 2 % ).
Подземные воды расположены на достаточной глубине.
В
качестве несущего слоя для фундамента на естественном основании может быть
принят 1 слой - песок крупнозернистый. 2 слой песка по своему состоянию ( е
= 0,76 ) песок рыхлый ( е > 0,7 ). Нормы проектирования не допускают
использования в качестве естественного основания песчанных грунтов в рыхлом
состоянии без их предварительного уплотнения.
В
качестве альтернативного варианта может быть рассмотрен свайный фундамент с
заглублением свай в 5 слой - суглинок твердый. 2 слой - не может быть
использован, потому что песок находится в рыхлом состоянии. 3 слой - не
рационально использовать, так как он рыхлее 1 слоя. 4 слой - Суглинок -
находится в текуче-пластичном состоянии ( 0.75 < Jl
=0.78
<
1 ).
5 слой -Суглинок ( Jl < 0 ) находится в твердом
состоянии и может выступать в качестве несущего слоя.
4
Проектирование фундамента на естественном основании
4.1
Определение
глубины заложения подошвы фундамента.
Согласно
СНиП 2.02.01-83 (п.2.29а) глубина заложения фундамента на крупных песках не
зависит от глубины промерзания. Глубину заложения фундамента принимаем из
конструктивных соображений.
4.2
Определение
размеров подошвы фундамента.
Расчетное сопротивление грунта в
основании
R = (gc1 gc2 / k)
( Mg Kz
b g11 + Mg
d1 g11` + (
Mg - 1 ) db g11` + Mc
c11 )
gc1 =
1.4 gc2 = 1
К
= 1,1
при j = 38 Мg = 2,11 Мg =
9.44 Mc = 10.8
Kz =
1 b = 2.5
g11 =
1000 g11` =
1000 c11 = 0
d1 =
2 м
db = 0
R = ( 1.4 1 /
1.1 ) ( 2.11 1 2.5 1000 + 9.44 2 1000 + 0 + 0 ) = 1.27 ( 5275 + 18880 )
= 307
кПа
задаемся L/b
= 1.5
а)
Крайний ряд
Aф = N /
( R - g d )
= 2.34 / ( 0.307 - 0.02 2 ) = 8.76 м2
Увеличиваем на
20 % получаем Аф = 10,5 м2
Принимаем
размеры фундамента 2,5 на 4,0 м (Аф = 10 м2 )
Конструирование
фундамента
при Rбетона = 0,19 Мпа
и при марке М 100
a = 31 tg a = 0.61
h = ( b - b0
) / 2 tg a =
= (4.0 - 1.2 ) /
2 0.61 = 2.4 м
Необходимо
принять в качестве несущего слоя 2 слой - песок крупнозернистый, но так как он
находится в рыхлом состоянии ( е = 0,76 ) необходимо выполнить мероприятия по
его уплотнению.
( еmax =
0.65 ) j =
38 E = 30 C - нет
пересчитываем
расчетное сопротивление
R = ( 1.4 1 /
1.1 ) ( 2.11 1 2.5 1000 + 9.44 2,4 1000 + 0 + 0 )
= 1.27 ( 5275 + 22656) = 354,72 кПа
Aф = N /
( R - g d )
= 2.34 / ( 0.354 -
0.02 2 ) = 7,5 м2
Увеличиваем на
20 % получаем Аф = 9 м2
Оставляем
размеры фундамента 2,5 на 4,0 м (Аф = 10 м2 )
Vф = 0,7 1,2 0,4
+ 0,5 ( 1,6 1,1 + 2,4 1,5 + 3,2 1,9 + 4 2,5) = 11,06 м3
Vгр = 2,5 4 2,4
- 11,06 = 12,94 м3
Gф = 11,06 2400 =
0,265 МН
Gгр = 12,94 1900 =
0,246 МН
Р max ( min ) = ( N + Gф + Gгр ) / А ± М / W = ( 2.34 +
0.265 + 0.246 ) / 10 ± 0.72 / 6.67 = 0.40 ( 0.18 ) Мпа
W = b L2
/ 6 =2.5 42 / 6 = 6.67 м3
Р max £
1,2 R
0.4
Мпа
£ 0,42 Мпа
Рср =
0,29 £ R =
0.354
б)
Средний ряд
Aф = N /
( R - g d )
= 3,98 / (
0.307 - 0.02 2 ) = 14,9 м2
Увеличиваем на
20 % получаем Аф = 17,9 м2
Принимаем
размеры фундамента 3,5 на 5,0 м (Аф = 17,5 м2 )
Конструирование
фундамента
пересчитываем
расчетное сопротивление
R = ( 1.4 1 /
1.1 ) ( 2.11 1 3.5
1000 + 9.44 2,4
1000 + 0 + 0 ) = 1.27 ( 7385 + 22656) = 380 кПа
Aф = N /
( R - g d )
= 3,98 / (
0.38 -
0.02 2 ) = 11,64 м2
Увеличиваем на
20 % получаем Аф = 14 м2
Оставляем
размеры фундамента 3,5 на 5,0 м (Аф = 17,5 м2 )
Vф = 0,7 1,2 0,4
+ 0,5 ( 2 1,3 + 3 1,9 + 4 2,5 +5 3,5 ) = 18,236 м3
Vгр = 3,5 5 2,4
- 18,236 = 23,764 м3
Gф = 18,236 2400
= 0,437 МН
Gгр = 23,764 1900
= 0,452 МН
Р max ( min ) = ( N + Gф + Gгр ) / А ± М / W = ( 3,98 + 0.437 + 0.452 ) /
17,5 ± 1,92 / 14,6 =
0.41 (
0.15 ) МПа
W = b L2
/ 6 =
3.5
52 / 6
= 14,6 м3
Р max £
1,2 R
0,41 МПа £ 0,46 МПа
Рср =
0,28 £ R =
0.38
4.3
Расчет
осадки фундамента по методу послойного
суммирования
осадок.
Вся
толща грунтов ниже подошвы фундамента разбивается на отдельные слои толщиной
0,2 bf
Для
подошвы каждого слоя определяется :
n
дополнительное
напряжение от нагрузки на фундамент
szp i = ai + P0 Р0
= Р - szg 0
n
природное
напряжение от собственного веса грунта
szg i = szg i -1 +Hi
gi
Если
szp i < 0,2 szg i то нижняя
граница сжимаемой толщи грунтов основания принимается расположенной на уровне
подошвы i - го слоя. В
противном случае принимается i = i + 1 и продолжается
поиск границы сжимаемой толщи грунтов.
Расчет
осадки фундаментов производим в табличной форме, как сумму осадок элементарных
слоев в пределах сжимаемой толщи грунтов основания.
а) Крайний ряд
( ось «А» , скв.1 )
0,2 bf = 0,2 2,5 =
0,5 м
szp i = ai + P0 Р0
= Р - szg 0 = 290 - 45,6 =
244,4
szg 0 = g d =
1900 2.4 = 45.6
szg i = szg i -1 +Hi
gi
Отметка слоя |
Z (м) |
Коэф. a |
Напряжения в
слоях |
Е0
|
Осадка слоя
(м) |
|
|
|
Природное |
20% |
Дополнительное |
|
|
132,00 |
0,0 |
1,000 |
45,6 |
9,12 |
244,4 |
30 |
- |
131,50 |
0,5 |
0,972 |
55,1 |
11,02 |
237,56 |
30 |
3,96 |
131,00 |
1 |
0,848 |
64,6 |
12,92 |
207,25 |
30 |
3,45 |
130,50 |
1,5 |
0,682 |
74,1 |
14,82 |
166,68 |
30 |
2,78 |
130,00 |
2 |
0,532 |
83,6 |
16,72 |
130,02 |
30 |
2,17 |
129,50 |
2,5 |
0,414 |
93,1 |
18,62 |
101,18 |
25 |
2,02 |
129,00 |
3 |
0,325 |
102,6 |
20,52 |
79,43 |
25 |
1,59 |
128,50 |
3,5 |
0,260 |
112,1 |
22,42 |
63,54 |
25 |
1,27 |
128,00 |
4 |
0,210 |
121,6 |
24,32 |
51,32 |
25 |
1,03 |
127,50 |
4,5 |
0,173 |
131,1 |
26,22 |
42,28 |
25 |
0,85 |
127,00 |
5 |
0,145 |
140,6 |
28,1 |
35,44 |
17 |
1,04 |
126,50 |
5,5 |
0,123 |
150,1 |
30 |
30,10 |
17 |
0,89 |
126,00 |
6 |
0,105 |
159,6 |
31,9 |
25,66 |
17 |
0,75 |
|
Всего |
|
|
|
|
|
21,8 |
Осадка
фундамента S
= 0.8 21,8 = 17,44 мм. < 80 мм.
Граница
сжимаемой толщи грунта на отм.126,00 м.
(мощность
сжимаемой толщи грунтов 6 м. ).
При
наличии в сжимаемой толще грунта меньшей прочности, чем вышележащие слои,
необходимо проверить условие
szp + szg £ Rz
z = 5 м szp + szg = 35,44 + 140,6
= 176,04
R = ( 1.4 1 /
1.1 ) ( 0,47 1 8,25 2010 + 2,89 2,4 1860 + 0
+ 5,48
25
) = 1.27 ( 7794 + 12900 + 137 ) = 264 кПа
bz
= Az + a2 - a = 80.4 + 0.752 - 075 =
8.25
Az =
N / szp =
2.85 / 35.44 = 80.4
a = ( L - b ) /
2 = ( 4 - 2.5) / 2 = 0.75
szp + szg =
176.04 кПа
£ Rz = 264 кПа
Условие
выполнилось
б) Средний ряд
( ось «Б» , скв.2 )
0,2 bf = 0,2 3,5 = 0,7 м
szp i = ai + P0 Р0
= Р - szg 0 = 280 - 45,6 =
234,4
szg 0 = g d =
1900 2.4 = 45.6
szg i = szg i -1 +Hi
gi
Отметка слоя |
Z (м) |
Коэф. a |
Напряжения в
слоях |
Е0
|
Осадка слоя
(м) |
|
|
|
Природное |
20% |
Дополнительное |
|
|
132.00 |
0,0 |
1,000 |
45,6 |
9,12 |
234.4 |
30 |
- |
131.3 |
0.7 |
0,972 |
58.9 |
11.78 |
227.84 |
30 |
5.32 |
130.6 |
1.4 |
0,848 |
72.2 |
14.44 |
198.77 |
30 |
4.64 |
129.9 |
2.1 |
0,682 |
85.5 |
17.1 |
159.86 |
30 |
3.73 |
129.2 |
2.8 |
0,532 |
98.8 |
19.76 |
124.70 |
25 |
3.49 |
128.5 |
3.5 |
0,414 |
112.1 |
22.42 |
97.04 |
25 |
2.72 |
127.8 |
4.2 |
0,325 |
125.4 |
25.08 |
76.18 |
25 |
2.13 |
127.1 |
4.9 |
0,260 |
138.7 |
27.74 |
60.94 |
25 |
1.71 |
126.4 |
5.6 |
0,210 |
152 |
30.4 |
49.22 |
25 |
1.38 |
125.7 |
6.3 |
0,173 |
165.3 |
33.06 |
40.55 |
17 |
1.67 |
125 |
7 |
0,145 |
178.6 |
35.72 |
33.99 |
17 |
1.40 |
|
Всего |
|
|
|
|
|
28.19 |
Осадка
фундамента S
= 0.8 28.19 = 22.55 мм.
< 80 мм.
Граница
сжимаемой толщи грунта на отм.125,00 м.
(мощность
сжимаемой толщи грунтов 7 м. ).
D S = 2.55 - 1.75
= 0.8 cм
= 0,008 м
L = 18 м
D S / L = 0.008
/ 18 = 0.00044 <
0.002
5
Проектирование свайного фундамента из забивных призматических свай (вариант 2)
В
качестве несущего слоя выбираем 5 слой - Суглинок твердый. В этом случае
минимальная длина свай равна 12 м. ( так как сваи должны быть заглублены в
несущем слое не менее чем на 1 метр ). Принимаем сваи размером сечения 400 * 400 мм. Глубину
заделки свай в ростверке принимаем 0,1 м. ( шарнирное сопряжение свай с
ростверком ).
5.1
Расчет на
прочность
а)
Крайний ряд (скв. 1 )
Несущая
способность сваи
Fd = gc ( gcr R
A + U S gcf fi
hi )
gc =
1 gcr = 1
gcf = 1
R = 10740 кПа А =
0,16 м2 U = 1.6 м
слои |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
fi
|
38,5 |
46,8 |
53 |
56,3 |
59,5 |
9 |
9 |
66,4 |
hi
|
1,4 |
1,2 |
1,2 |
2 |
0,5 |
2 |
1,7 |
1,9 |
Fd = 1 ( 1 10740
0,16 + 1,6 ( 1 38,5 1,4 + 46,8 1,2 + 53 1,2 + 56,3 2 + 59,5 0,5 + + 9
2 + 9 1,7 +66,4 1,9 ) = 2,48 МН
Определяем число
свай
n = gr N /
Fd = 1.4 2.34 / 2.48 = 1.32
Принимаем 2
сваи
Определяем
нагрузку на 1 сваю
Vр = 0,4 ( 0,7
1,2 + 0,7 2,3 ) = 0,98 м3
Vгр = 0,8 0,7 2,3
- 0,98 = 0,31 м 3
Gр = 0,98 2400 =
23 кН
Gгр = 0,31 1900 =
0,6 кН
Nd =
2.34 + 0.023
+ 0,006 = 2,37 МН
N = Nd
/n ± Mx
y / S yi2
± My
x / S xi2
=
= 2.37 / 2 ±
0.72 0.8 / 0.82 + 0.82 = 1.64 (0.74 )
y = 0
N = 1.64 МН £ Fd
/ gr =
2.48 / 1.4 = 1.77 МН
б)
Средний ряд (скв. 2 )
Несущая
способность сваи
Fd = gc ( gcr R
A + U S gcf fi
hi )
gc =
1 gcr = 1
gcf = 1
R = 10740 кПа А =
0,16 м2 U = 1.6 м
слои |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
fi
|
36,75 |
46,2 |
51,5 |
56,6 |
58,6 |
9 |
9,1 |
68,01 |
hi
|
0,9 |
2 |
0,6 |
2 |
1,8 |
2 |
1,5 |
1,1 |
Fd = 1 ( 1 10740
0,16 + 1,6 ( 36,75 0,9 + 46,2 2 + 51,5 0,6 + 56,6 2 + 58,6 1,8 + +
9 2 + 9,1 1,5 + 68,1 1,1 ) = 2,49 МН
Определяем число
свай
n = gr N /
Fd = 1.4 3,98 /
2.49 = 2,49
Принимаем 3
сваи
Определяем
нагрузку на 1 сваю
Vр = 0,4 ( 0,7
1,2 + 2,3 2,3 ) = 2,45 м3
Vгр = 0,8 2,3 2,3
- 2,45 = 1,78 м 3
Gр = 2,45 2400 =
59 кН
Gгр = 1,78 1900 =
34 кН
Nd = 3,98 +
0.059
+ 0,034 = 4,1 МН
N = Nd
/n ± Mx
y / S yi2
± My
x / S xi2
=
= 4,1 / 3 ± 1,99 0.8
/ 0.82 + 0.82 ± 0,72 0.8
/ 0.82 + 0.82 + 0.82 = 2,87 ( -0,13 )
N = 2,87 МН > Fd / gr =
2.49 /
1.4 = 1.78 МН
Необходимо
увеличить количество свай до 4
N = Nd
/n ± Mx
y / S yi2
± My
x / S xi2
=
= 4,1 / 4 ± 1,99 0.8
/ 4
0.82
± 0,72 0.8
/ 4
0.82
= 1,88 ( -0,19 )
N = 1,88 МН > Fd / gr =
2.49 /
1.4 = 1.78 МН
Необходимо
увеличить расстояние между сваями
N = Nd
/n ± Mx
y / S yi2
± My
x / S xi2
=
= 4,1 / 4 ± 1,99 1 / 4 12 ± 0,72 1 / 4 12 = 1,71 ( 0,35 )
N = 1,71 МН £ Fd
/ gr =
2.49 /
1.4 = 1.78 МН
5.2
Расчет
свайного фундамента по деформациям
j 11,mt = S j 11,i hi
/ S hi
а)
Крайний ряд ( скв. 1 )
j 11,mt = S j 11,i hi
/ S hi
= ( 38 1.4+ 0 + 38 2.5 + 19 3.7 + 23 1.9 ) / ( 2.2 + 2.4 + 2.5+ + 3.7 + 1.9
) = 22
L = h tg ( j 11,mt / 4
) = 11.9 tg 5.5 = 11.9 0.096 = 1.14
b = 2 a + 2
0.4 + 1.2 = 4.28 м
б)
Средний ряд ( скв. 2 )
j 11,mt = S j 11,i hi
/ S hi
= ( 38 0,9+ 0 +
38 3,8 +
19 3.5 +
23 1.1 ) /
( 2.2 + 2.4 + 2.5+ + 3.7 + 1.9 ) = 22,7
L = h tg ( j 11,mt / 4
) = 11.9 tg 5.7 =
11.9 0.0998
=
1.19
b = 2 a + 2
0.4 + 1.6 = 4.78 м
Определение
осадки
а) Крайний ряд
( ось «А» , скв. 1 )
Vусл.ф = 4,28 2,98
12,7 = 161,98 м3
Gусл.ф = 161,98 20
кН/м3 = 3240 кН
N = 1640 2 =
3280 кН
Рср =
(
G + N ) / A = ( 3240 + 3280 ) / 4.28 2.98 = 511.4 кПа
Расчетное
сопротивление грунта в основании
R = (gc1 gc2 / k)
( Mg Kz
b g11 + Mg
d1 g11` + (
Mg - 1 ) db g11` + Mc
c11 )
gc1 =
1.4 gc2 = 1
К
= 1,1
при j = 23 Мg = 0,69 Мg = 3,65
Mc = 6,24
Kz =
1 b = 2.98
g11 = 1860
g11` = 2010
c11 = 25
d1 = 12,7 м
db = 0
R = ( 1.4 1 /
1.1 ) ( 0,69
1 2,98 1860
+ 3,65
12,7 2010
+ 0 + 6,24
25
) = 1.27 ( 3825
+ 93174
+ 156 ) = 1233,9 кПа
Рср =
511,4 кПа < R =
1233.9 кПа
0,2 bf = 0,2 4,28 =
0,8 м
Р0 =
Р - szg 0 = 511,4 - 241,3
= 270,1
szg 0 = g d =
1900 12.7 = 241,3
szg i = szg i -1 +Hi
gi
szp i = ai + P0
Отметка слоя |
Z (м) |
Коэф. a |
Напряжения в
слоях |
Е0
|
Осадка слоя
(м) |
|
|
|
Природное |
20% |
Дополнительное |
|
|
121,7 |
0,0 |
1,000 |
241,3 |
48,26 |
270,1 |
14 |
- |
120,9 |
0,8 |
0,977 |
256,5 |
51,3 |
263,89 |
14 |
15,08 |
120,1 |
1,6 |
0,879 |
271,7 |
54,34 |
237,42 |
14 |
13,54 |
119,3 |
2,4 |
0,749 |
286,9 |
57,38 |
202,30 |
14 |
11,56 |
118,5 |
3,2 |
0,629 |
302,1 |
60,42 |
169,89 |
14 |
9,71 |
117,7 |
4 |
0,530 |
317,3 |
63,46 |
143,15 |
14 |
8,18 |
116,9 |
4,8 |
0,449 |
332,5 |
66,5 |
121,27 |
14 |
6,93 |
116,1 |
5,6 |
0,383 |
347,7 |
69,54 |
103,45 |
14 |
5,91 |
115,3 |
6,4 |
0,329 |
362,9 |
72,58 |
88,86 |
14 |
5,08 |
114,5 |
7,2 |
0,285 |
378,1 |
75,62 |
76,98 |
14 |
4,40 |
113,7 |
8 |
0,248 |
393,3 |
78,66 |
66,98 |
14 |
3,83 |
|
Всего |
|
|
|
|
|
84,22 |
Осадка
фундамента S
= 0.8 84,22 = 67,38 мм. < 80 мм.
Граница
сжимаемой толщи грунта на отм.113,00 м.
(мощность
сжимаемой толщи грунтов 8 м. ).
б) Средний ряд (
ось «Б», скв. 2 )
Vусл.ф = 4,78 4,78
12,7 = 290,17 м3
Gусл.ф = 290,17 20
кН/м3 = 5804 кН
N = 1710 4 = 6840 кН
Рср =
(
G + N ) / A = ( 5804 + 6840 ) /
4.78 4,78 = 553,39 кПа
Расчетное
сопротивление грунта в основании
R = (gc1 gc2 / k)
( Mg Kz
b g11 + Mg
d1 g11` + (
Mg - 1 ) db g11` + Mc
c11 )
gc1 =
1.4 gc2 = 1
К
= 1,1
при j = 23 Мg = 0,69 Мg = 3,65
Mc = 6,24
Kz =
1 b = 4,78
g11 = 1860
g11` = 2010
c11 = 25
d1 = 12,7 м
db = 0
R = ( 1.4 1 /
1.1 ) ( 0,69
1 4,78 1860
+ 3,65
12,7 2010
+ 0 + 6,24
25
) = =
1.27
( 6134,65
+ 93174
+ 156 ) = 1263,2 кПа
Рср =
553,39 кПа < R =
1263,2 кПа
0,2 bf = 0,2 4,78 =
0,9 м
Р0 =
Р - szg 0 = 553,39 -
241,3 = 312,09
szg 0 = g d =
1900 12.7 = 241,3
szg i = szg i -1 +Hi
gi
szp i = ai P0
Отметка слоя |
Z (м) |
Коэф. a |
Напряжения в
слоях |
Е0
|
Осадка слоя
(м) |
|
|
|
Природное |
20% |
Дополнительное |
|
|
121,7 |
0,0 |
1,000 |
241,3 |
48,26 |
312,09 |
14 |
- |
120,8 |
0,9 |
0,960 |
258,4 |
51,68 |
299,6 |
14 |
19,26 |
119,9 |
1,8 |
0,800 |
275,5 |
55,1 |
249,67 |
14 |
16,05 |
119 |
2,7 |
0,606 |
292,6 |
58,52 |
189,12 |
14 |
12,16 |
118,1 |
3,6 |
0,449 |
309,7 |
61,94 |
140,13 |
14 |
9,01 |
117,2 |
4,5 |
0,336 |
326,8 |
65,36 |
104,86 |
14 |
6,74 |
116,3 |
5,4 |
0,257 |
343,9 |
68,78 |
80,21 |
14 |
5,16 |
115,4 |
6,3 |
0,201 |
361 |
72,2 |
62,73 |
14 |
4,03 |
|
Всего |
|
|
|
|
|
72,41 |
Осадка
фундамента S
= 0.8 72,41 = 57,93 мм. < 80 мм.
Граница
сжимаемой толщи грунта на отм.115,40 м.
(мощность
сжимаемой толщи грунтов 6,3 м. ).
D S = 67,38 - 57,93 = 0.95 cм = 0,0095 м
L = 18 м
D S / L = 0.0095 / 18
= 0.00052 <
0.002
Экономическое
сравнение вариантов
|
ед. |
|
|
стоимость |
виды работ |
изм. |
Обоснов. |
обьем |
расценка |
на весь обьем |
1 Фундамент
на естественном основании
|
|
|
|
|
|
1
Разработка грунта в отвал |
1000м3
|
|
|
|
|
2
То же с погрузкой |
«» |
|
|
|
|
3
Обратная засыпка пазух |
«» |
|
|
|
|
4
Уплотнение грунта |
100м2
|
|
|
|
|
5
Устройство монолитного фундамента |
м3
|
|
|
|
|
6
Стоимость арматуры ( 2%) |
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого
|
|
|
|
|
|
2 Свайный
фундамент
|
|
|
|
|
|
1
Разработка грунта в отвал |
1000м3
|
|
|
|
|
2
То же с погрузкой |
«» |
|
|
|
|
3
Обратная засыпка пазух |
«» |
|
|
|
|
4
Уплотнение грунта |
100м2
|
|
|
|
|
5
Погружение свай дизель-молотом |
шт |
|
|
|
|
6
Стоимость 12м свай |
м3
|
|
|
|
|
7 Устройство
монолитного фундамента (ростверка) |
м3
|
|
|
|
|
8
Стоимость арматуры (2%) |
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого
|
|
|
|
|
|
ВЫВОД
:
Экономически целесообразнее применить в данных условиях свайный фундамент.
Список
литературы
1
СНиП 2.02.01-83 « Основания зданий и сооружений »
2
СНиП 2.02.03-85 « Свайный фундамент »
3
СНиП 2.02.02-83 « Нагрузки и воздействия »
МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО
СПЕЦИАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ
Ижевский
Государственный Технический Университет
Кафедра «Геотехника и
строительные материалы»
Расчетно-пояснительная
записка
к курсовому проекту
по дисциплине
«Основания и
Фундаменты»
Выполнил
: Павлов
К.В.
группа
8-10-2
Проверил: Турчин
В.В
ИЖЕВСК 1998