Никулин А.В., Крутикова М.В. Решение задач курсового и дипломного проектирования по дисциплине основания и фундаменты

Подождите немного. Документ загружается.

Таблица 4

Расчетные характеристики грунтов

№

слоя

т/м

γ,

т/м

ω ω

φ,

град

с,

кг/

см

Е,

кг/

см

т/м

Данные не представлены

2,7 1,7 0,25 0,2 0,3 19 0,05 100 1,4 0,81 0,1 0,54 0,33 0,3

2,72 1,8 0,15 0,1 0,26 24 0,12 110 1,65 0,65 0,16 0,31 0,63 0,3

2,6 1,7 0,16 - - 30 0,003 200

1,6 0,63 - - 0,66 0,25

2,7 2,0 - - - - - 250 - 0,2 -0,1 - 0,1

Определяли расстояние между сваями в ряду [7]

33,1

8,152

7,142

0Iк

=⋅=

⋅

⋅=

nа

м.

Принимали а = 1,4 м.

Рис. 13. Конструирование фундамента

Определяли расстояние между рядами свай [7]

97,04,125,02,125,0

2222

=⋅−=⋅−= aCb

м.

Принимали b = 1 м.

Определяли ширину ленточного ростверка

() ()

6,12,04,01212,01

−⋅=++−⋅= dnbb

м.

Определяли вес ростверка, стены техподполья и грунта на обрезе ростверка

5,47,113,15,02,213,16,03,215,06,1

⋅

+⋅⋅⋅=G

т/м.

Определяли нагрузку, передаваемую на одну сваю

()

11,110

4,15,48,152

⋅

т.

Нагрузка, передаваемую на одну сваю, превышает Р

доп

, следовательно,

уменьшали шаг свай в ряду до значения а = 1,2 м.

Для значения а = 1,2 м определяли расстояние между рядами свай и ширину

ленточного ростверка, соответственно

12,125,02,1

=⋅−=b

м,

(

)

6,12,04,0121

−

⋅

м.

Определяли нагрузку, передаваемую на одну сваю

()

38,94

2,15,48,152

⋅

т.

Нагрузка, передаваемую на одну сваю, менее Р

доп

. Окончательная конструкция

ростверка приведена на рис. 14.

Осадку ленточного свайного фундамента определяли по формуле СНиП

2.02.03-85 [3]

(

)

⋅

−⋅

, (41)

где n – погонная нагрузка на свайный фундамент с учетом веса фундамента в

виде массива грунта со сваями, ограниченного поверхностью планировки,

вертикальными плоскостями, проходящими по наружным граням крайних рядов

свай, плоскостью проходящей через нижние концы свай;

v – коэффициент Пуассона грунта; E – модуль деформации грунта;

– безразмерный коэффициент, принимаемый по номограмме (рис.15), в

зависимости от µ,

и приведенной глубины сжимаемой толщи H

/h.

Рис. 14. Конструирование фундамента

Значение

определяли по формуле

16,0

5,8

4,1

===

где b – ширина фундамента, принимаемая по наружным граням свай;

h – глубина погружения свай.

Определяли приведенную глубину сжимаемой толщи

63,1

8,5

13,85

Глубина сжимаемой толщи Н

была принята на границе песка крупного и глины

твердой на отметке минус 14,00 м.

Значение δ

определяли по номограмме на рис. 15: δ

= 1,75.

2,4

2,0

1,6

1,2

0,8

0,4

0,025

0,05

0,1

0,15

0,2

0,3

0,25

0,35

1,3

1,5

1,7

1,9

2,1

0,4

b ==

0,3

0,35

0,4

v = 0

Рис. 15. Номограмма для определения значения δ

Погонную нагрузку на свайный фундамент с учетом веса фундамента в виде

массива грунта со сваями, ограниченного поверхностью планировки,

вертикальными плоскостями, проходящими по наружным граням крайних рядов

свай, плоскостью проходящей через нижние концы свай, определяли по формуле

⋅

⋅⋅+

⋅

⋅+⋅+= 7,113,14,03,213,16,03,214,15,04,267,073,171,83,127п

25,148

т/м.

Определяли осадку ленточного свайного фундамента

()

(

)

038,075,1

200014,3

25,0125,1481

=⋅

⋅

−⋅

=⋅

⋅

−⋅

м.

Расчет осадок ленточных свайных фундаментов следует выполнять при работе

свай в однородных глинистых и песчаных грунтах, при опирании нижних концов

свай на пески средней плотности и глинистые грунты мягко пластичной и

тугопластичной консистенции [6].

При заглублении нижних концов свай в плотные пески, гравелистые грунты и

глинистые грунты твердой консистенции расчет осадок

гражданских зданий

допускается не производить, так как осадки в этом случае будут

незначительными.

В формуле (43) для определения осадки ленточного свайного фундамента

использован модуль деформации грунта Е. В условиях слоистого напластования

грунтов данное значение модуля деформации принимается как средневзвешенное

значение до нижней границы активной зоны с учетом уплотнения грунта под

сваями

на глубину 3·d (рис.16), определяемое по формуле

∑

⋅+⋅

iiупл

hEhЕ

упл

оср

. (42)

Модуль деформации в уплотненной зоне Е

упл

рекомендуется принимать по

данным испытаний сваи-штампа [3]. При отсутствии таких данных значение Е

упл

допускается принять в зависимости от значения Е по табл. 5 [6].

В соответствии с вышеизложенным, для примера 8

7,271

5,42,1

5,242002,1520

упл

оср

⋅+⋅

∑

iiупл

hEhЕ

кг/см

()

(

)

028,075,1

271714,3

25,0125,1481

=⋅

⋅

−⋅

=⋅

⋅

−⋅

м.

Рис. 16. Зона уплотненного грунта

Полученное значение осадки фундамента меньше определенного ранее в

примере 8 значения. Следовательно, недоучет уплотненного состояния грунта под

нижними концами свай при расчете осадки приводит к получению завышенного

значения осадки.

Таблица 5

Значения Е

упл

в зависимости от значений Е

упл

, кг/см

для песчаных грунтов на глубине,

для глинистых грунтов на

глубине, м

Е,

по

результатам

лабораторных

испытаний,

кг/см

4 6 8 10 4 6 8 10

100 260 320 440 540 250 300 400 500

150 320 380 460 570 300 360 440 550

200 360 420 490 610 350 400 460 590

250 380 450 530 660 360 440 500 640

300 400 480 580 720 380 460 560 690

350 500 520 640 800 480 500 620 760

Пример 9

Запроектировать свайный фундамент под колонну административного

каркасного здания, пристраиваемого к цеху. Сечение колонны 600х400, шаг

колонн 6 м. В здании имеется подвал с отметкой пола минус 2,6 м от

планировочной отметки земли. Нагрузки на обрез фундамента: N

= 280 т, М

36 т·м, Т

= 2,4 т.

Расчетная схема и инженерно-геологические условия показаны на рис. 17.

Глубина нормативного промерзания грунта d

= 1,2 м. Расчетные

характеристики грунтов представлены в табл. 6.

Рис. 17. Расчетная схема и инженерно-геологические условия

Использование забивных свай не допускается вследствие чувствительности

конструкций и технологического процесса существующего цеха и динамическим

воздействием. Следовательно, принимали буровые сваи, устраиваемые в грунте

под защитой глинистого раствора,

∅

600 мм, длиной 12,1 м, заглубление в

несущий слой песка 2 м, бетон марки В20. Армирование конструктивное (в

верхней трети ствола) шестью стержнями

∅

16 мм, арматура марки А-I.

Таблица 6

Расчетные характеристики грунтов

№ слоя

Толщина

слоя, м

т/м

γ,

т/м

φ,

град

с,

кг/

см

Е,

кг/

см

SВ

0,3

Данные не представлены

7,5 - 1,55 17 0,004 80 - 0,06 0,55 0,91

6,0 2,72 1,55 16 0,0025 90 - 0,19 0,48 -

- 2,65 1,72 33 - 400 0,53 - - -

Исходя из конструктивных особенностей принимали глубину заложения

ростверка d

= 3,8 м.

Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи для песчаных

грунтов определяли по формуле [3]

(

)

hdR

⋅

⋅=

3214

'75,0

, (43)

где α

, α

– безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл. 6 [3], в

зависимости от φ; γ'

– расчетное значение удельного веса грунта в основании

сваи; d – диаметр сваи; h – глубина заложения нижнего конца сваи;

– осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, расположенных

выше нижнего конца сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом

взвешивающего действия воды)

42,1

8,15

8,391,0455,1655,1272,1

⋅

+⋅

т/м

()

3,2568,1542,167,06,876,072,16,4825,075,0 =

⋅

⋅⋅⋅=R

т/м

Несущую способность сваи по грунту [3] определяли по формуле (39)

(

⋅

= 608841280325611 ,,,,F

()

2213031217729322862278222322921 ,,,,,,,, =⋅

)

⋅

+⋅+⋅⋅

т.

Определяли нагрузку, допускаемую на сваю,

4,1

22,130

4,1

доп1

===

т.

Несущую способность сваи по материалу определяли по формуле [5].

()

asabmcdm

ARARF

⋅

⋅=

, (44)

где φ – коэффициент продольного изгиба, принимали равным 1,0;

– коэффициент условий работы, принимали равным 1,0 как для сваи сечением

более 300х300 мм; γ

– коэффициент условий работы бетона, принимали равным

0,7 как для сваи, изготовленной под глинистым раствором;

– расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, зависящее от его класса

(табл. 7); A – площадь поперечного сечения сваи; γ

– коэффициент условий

работы арматуры, принимали равным 1,0; R

– расчетное сопротивление

сжатию арматуры (табл. 8); A

– площадь сечения арматуры.

Таблица 7

Расчетные сопротивления тяжелого бетона сжатию

Класс

бетона

В 12,5 В 15 В 20 В 25 В 30 В 35 В 40 В 45 В 50 В 60

, т/м

750 850 1150 1450 1700 1950 2200 2500 2750 3300