Расчет фундамента

Размещено на http://www.allbest.ru/

Фундаменты г.Пермь

Содержание

1. Оценка сооружения и инженерно-геологических условий строительства

1.1 Исходные данные

1.2 Характеристика площадки

1.3. Климатические особенности района строительства

2. Вариант фундаментов мелкого заложения (ленточный)

2.1 Расчётная схема

2.2 Определение глубины заложения фундамента

2.3 Определение размеров подошвы фундамента

2.4 Конструирование фундамента

2.5 Учёт внецентренного нагружения фундамента

2.6 Проверка слабого подстилающего слоя

2.7 Расчёт осадки фундамента

3. Вариант свайного фундамента на забивных сваях

3.1 Расчётная схема

3.2 Выбор типа и размера свай

3.3 Определение несущей способности сваи

3.4 Расчёт количества свай конструирование ленточного ростверка

3.5 Учёт внецентренного нагружения свайного фундамента

3.6 Расчёт осадки свайного фундамента

3.7 Определение проектного отказа свай и выбор сваебойного оборудования

4. ТЭП вариантов фундаментов

5. Фундамент по оси 1

5.1 Расчётная схема

5.2 Определение глубины заложения фундамента

5.3 Определение размеров подошвы фундамента

5.4 Конструирование фундамента

5.5 Учёт внецентренного нагружения фундамента

5.6 Проверка слабого подстилающего слоя

5.7 Расчёт осадки фундамента

Библиографический список

1. Оценка сооружения и инженерно-геологических условий строительства

фундамент строительство свая подошва

1.1 Исходные данные

1. г. Пермь;

2. Количество этажей - 9;

3. Высота этажа - 2,75 м.;

4. Длина здания в осях - 36 м.;

5. Ширина здания в осях - 12 м.;

6. Количество пролетов - 2;

7. Ширина наружных стен - 680 мм.;

8. Ширина внутренних стен - 510 мм.;

9. Перекрытие - сборные ж/б плиты;

10. Покрытие - совмещенное;

11. Кровля - рулонная;

12. t=18-20 ^оС.

1.2 Характеристика площадки

Таблица показателей физико-механических свойств грунтов

Характеристики грунтов	Номер ИГЭ
	1	2	3	4
Плотность, г/см3 сн	1,85	1,72	1,80	1,97
сI			1,78	1,92
сII	1,85	1,72	1,77	1,94
Удельное сцепление кПа(кгс/см2) Сн		15(0,15)	45(0,45)	23(0,23)
СI
СII		15(0,15)	44(0,44)	18(0,18)
Угол внутреннего трения цн		17	17	21
цI
цII		17	17	20
Модуль деформации Е, МПа (кгс/см2)		8(80)	17(170)	30(300)
Число пластичности JР		0.15	0.19	0,19
Показатель текучести JL		0,35	0,01	0,01
Коэффициент пористости е		1	0,85	0,66
Коэффициент К		1,1	1,1	1,1

ИГЭ-1 - насыпной грунт (почвенно-растительный слой);

ИГЭ-2 - суглинок желто-бурый, пластичный;

ИГЭ-3 - глина белая, пластичная;

ИГЭ-4 - супесь зелено-бурая, пластичная.

Выводы и рекомендации

1. Исследуемая площадка расположена в центральной части г. Перми.

2. Рельеф площадки ровный, с заметным уклоном на юг. Абсолютные отметки рельефа изменяются в пределах 115,40-114,70 м. перепад высот составляет 0,7 м.

3. Геологическое строение площадки иллюстрируется инженерно-геологическими разрезами скв.1 - скв-3.

4. Грунтовые воды в процессе бурения скважин до глубины 10,5 м на площадке не вскрыты.

5. На основании лабораторных и полевых работ в толще вскрытых отложений выделено 4 инженерно-геологических элемента (ИГЭ). Основные показатели физико-механических свойств грунтов приведены в таблице.

6. Насыпные грунты не могут служить основанием фундамента.

7. Работы по устройству котлованов рекомендуется проводить в сухие периоды года без замачивания котлована. При строительстве в зимнее время исключить промораживание основания фундамента.

Скважина № 3

Проверка наличия слабого подстилающего слоя

2= 1,72 т/м3 2= 170 с2= 1,5 т/м2	М2=0,39 Мq2=2,57 Мс2 =5,15
3=1,77 т/м3 3=170 с3=4,4 т/м2	М 3=0,39 Мq3=2,57 М с3=5,15
4=1,94 т/м3 4=370 с4=1,8 т/м2	М4=1,95 Мq4=8,81 Мс4=10,37

Вывод: так как , то слабые подстилающие слои отсутствуют.

1.3 Климатические особенности района строительства

Сумма средних отрицательных температур:

.

где

Принимаем

2. Вариант фундаментов мелкого заложения (ленточный)

2.1 Расчётная схема

Для расчета под ленточный фундамент выбираем фундамент по оси 2.

Нагрузки для осадок (по второму предельному состоянию):

2.2 Определение глубины заложения фундамента

Глубина заложения фундамента определяется из условий:

где расчетная глубина промерзания

конструктивная глубина заложения фундамента.

Конструктивно принимаем глубину заложения фундаментов равной d=-4,17м относительно уровня чисто пола.

2.3 Определение размеров подошвы фундамента

Размер подошвы фундамента определяется из условия

Где

Из графика ширина фундамента b = 1,1 м.

Принимаем b = 1,2 м.

2.4 Конструирование фундамента

2.5 Учёт внецентренного нагружения фундамента

Фундамент нагружен центрально.

2.6 Проверка слабого подстилающего слоя

Проверка не требуется, т.к. нижележащий слой прочнее.

2.7 Расчёт осадки фундамента

Осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно-дефомируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:

в - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

- среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-ом слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней Zi-1 и нижней Zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента

hi и Ei - соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта.

h - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания

- дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине Z от подошвы фундамента.

б - коэффициент, зависящий от формы подошвы фундамента, определяется по таблице 1 приложения 1 СНиП 2.02.01-83.

- дополнительное вертикальное давление на основание

p - среднее давление под подошвой фундамента

- вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине z = Hс, где выполняется условие = 0,2, Е ? 50 кгс/см2

Полученная осадка сравнивается с допускаемой, при этом должны выполняться следующие условия:

Sрасч < Sдоп

Рассчитаем осадку сконструированного фундамента, для чего разобьем сжимаемую толщу основания на слои. После этого сравним Sрасч с Sдоп=8(см).

Суммарная осадка:

3. Вариант свайного фундамента на забивных сваях

3.1 Расчётная схема

3.2 Выбор типа и размера свай

Сваи забивные железобетонные цельные, сплошного квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой.

Марка сваи С3-30, марка бетона М250, вес сваи 0,68 т, длина сваи в грунте 2,85 м, поперечное сечение 30х30 см.

Свая заглубляется в переслаивание песчаника коричневого мелкозернистого средней прочности, на глинистом цементе и глины коричневой, твердой, аргиллитоподобной.

3.3 Определение несущей способности сваи

Несущая способность F_d забивной висячей сваи определяется как сумма расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на её боковой поверхности:

R - расчетное сопротивление фунта под нижним концом сваи по [табл. 1, 2]

А - площадь поперечного сечения сваи

U - наружный периметр поперечного сечения сваи

h_i - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи

f_i - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи по [табл. 2, 2]

_c -- коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый c = 1;

_{cR cf} -- коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по [табл. 3, 2]. _cR = 1; _cf = 1.

После упрощения формула примет вид:

Площадь поперечного сечения сваи

Периметр поперечного сечения сваи

Расчётная нагрузка, допускаемая на сваю:

где - коэффициент запаса равный 1,4.

3.4 Расчёт количества свай конструирование ленточного ростверка

Число свай на 1 погонный метр в фундаменте устанавливают исходя из допущений, что ростверк осуществляет равномерное распределение нагрузки на сваи. Расчёт ведут по первой группе предельных состояний. Ориентировочное число свай определяют по формуле:

Принимаем 1 сваю на 1,2 м.п., нагрузка на одну сваю N₀₁=1,2·42,6=51,12 тс

Конструкция ростверка

3.5 Учёт внецентренного нагружения свайного фундамента

Фундамент нагружен центрально.

3.6 Расчёт осадки свайного фундамента

Средневзвешенное значение угла внутреннего трения:

,

где - расчётное значение угла внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоёв грунта толщиной соответственно .

Размеры свайного ростверка в пределах периметра сваи:

Площадь условного массива:

Объём условного массива:

Объём сваи:

Объём грунта:

Средневзвешенное значение объёмного веса:

Вес условного массива грунта:

Вес сваи:

Вертикальная составляющая нормальных сил в уровне нижних концов свай:

Среднее фактическое давление на грунт под подошвой условного фундамента от нормативных нагрузок:

Природное давление условного фундамента:

Дополнительное вертикальное напряжение на глубине Z от подошвы условного фундамента:

, где б - коэффициент, принимаемый по [табл.1, прил.2, 1]

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на границе слоя, расположенного на глубине Z от подошвы условного фундамента, определяется:

где и - соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине, где выполняется условие.

при Е ? 50 кгс/см

3.7 Определение проектного отказа свай и выбор сваебойного оборудования

Определяем необходимую минимальную энергию трубчатого дизель-молота:

где

N - допустимая нагрузка на сваю = P_доп

Принимаем трубчатый дизель-молот С-995 А с расчётной энергией удара кДж и массой молота .

Молот с расчётной энергией должен удовлетворять условию:

где R_m - коэффициент для ж/б свай при трубчатом дизель-молоте, который не должен превышать 6.

Условие выполняется, значит дизель-молот по энергии удара подходит.

Проектный отказ свай вычисляют по формуле

где з - коэффициент, принимаемый по [табл.10, 2] в зависимости от материала свай

А - площадь сечения сваи, А = 0,09 .

коэффициент восстановления удара; при забивке ж/б свай молотами ударного действия

4. ТЭП вариантов фундаментов

Наименование работ	Стоимость	Объём работ,	Фундамент мелкого заложения	Забивные сваи
Котлован под фундамент	1,56 руб.	30,618	47,78
Установка фундамента	38,4 руб.	11,664	157,6
Котлован под ростверк	1,56 руб.	12,5		19,5
Погружение свай	5,04 руб.	3,24		16,33
Устройство монолитного ростверка	85,75 руб.	2,92		250,38
Установка буронабивных свай	75,73 руб.	4,02
ИТОГО:	205,38	286,21

Экономическое сравнение вариантов фундаментов.

Фундамент мелкого заложения - 205,38 руб.

Свайный фундамент на забивных сваях - 286,21 руб.

Для дальнейших расчётов принимаем фундамент мелкого заложения.

5. Фундамент по оси 1

5.1 Расчётная схема

5.2 Определение глубины заложения фундамента

Принимаем конструктивно глубину заложения фундаментов равной .

5.3 Определение размеров подошвы фундамента

Размер подошвы фундамента определяется из условия

Где

Из графика ширина фундамента b = 1,16 м.

Принимаем b = 1,2 м.

5.4 Конструирование фундамента

5.5 Учёт внецентренного нагружения фундамента

Учет давления грунта на стену подвала.

; ;

;

; ;

;

;

;

;

Фундамент нагружен центрально.

5.6 Проверка слабого подстилающего слоя

Проверка не требуется, т.к. нижележащий слой прочнее.

Расчёт осадки фундамента

Осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно-дефомируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:

в - безразмерный коэффициент, равный 0,8

- среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-ом слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней Z_i-1 и нижней Z_i границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента.

h_i и E_i - соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта.

h - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания

- дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине Z от подошвы фундамента.

б - коэффициент, зависящий от формы подошвы фундамента, определяется по таблице 1 приложения 1 СНиП 2.02.01-83.

- дополнительное вертикальное давление на основание

p - среднее давление под подошвой фундамента

- вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине z = Hс, где выполняется условие = 0,2, Е ? 50 кгс/см2

Полученная осадка сравнивается с допускаемой, при этом должны выполняться следующие условия:

S_расч < S_доп

Рассчитаем осадку сконструированного фундамента, для чего разобьем сжимаемую толщу основания на слои. После этого сравним S_расч с S_доп=8(см).

Библиографический список

1. СНиП 2.02.01 - 83* «Основания зданий и сооружений».

2. СНиП 2.02.03 - 85 «Свайные фундаменты».

3. СНиП 2.01.01 - 82 «Климатология и геофизика».

4. СНиП 2.01.07 - 85 «Нагрузки и воздействия».

5. Пособие к СНиП 2.02.01 - 83 «Основания зданий и сооружений».

6. «Руководство по проектированию свайных фундаментов», 1980.

7. Веселов «Проектирование оснований и фундаментов»,1990.

8. Симонов "Основания и фундаменты".

9. Долматов "Механика грунтов".

10. Цитович "1 часть основания и фундаменты".

Размещено на Allbest.ru