Проектирование оснований и фундаментов промышленного здания

 

 

 

 

 

 

Граница сжимаемой толщи  ВС определяется исходя из условия:

 если Е ≥ 5 МПа.

 если Е < 5 МПа.

Для Е = 10.0 МПа нижнюю границу сжимаемой толщи примем по условию это условие соблюдается на глубине:

z = 3.6 м,

Определим осадку S по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Коп.уч

№ док.

 

Подпись

Дата

Лист

25

9ПС1.01.01.00000ПС

 

Лист

 

Рисунок 3.4 - Расчетная схема определения осадок методом послойного

 суммирования для фундамента мелкого заложения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Коп уч

Лист     № док

Подпись

Дата

Лист

26

9ПС1.01.01.00000ПС

 

 Разраб.

Чудинова С.Ю.

 

 Провер.

Борзова О.Н.

 

 

Н.контроль

Борзова О.Н.

 Утв.

Цветков О.Ю.

5 Устройство свайных фундаментов

Лит.

Листов

1

 

Кафедра УНиК

 

В данном курсовом проекте  под каждую колонну устраиваем кустовой свайный фундамент с монолитным низким ростверком с жесткими сопряжениями свай с ростверком.

Устраиваем водопонижение. Затем для каждого куста свай, для устройства ростверка отрывается котлован на конструктивную глубину. Котлованы устраиваются с откосами, их величина в пределах от 1:1,25 до 1:0,5.

Разработку грунта с выгрузкой  в транспортные средства ведут экскаваторами  с обратной лопатой.

Забивка сваи состоит из следующих процессов: подготовка площадки, устройство путей для перемещения свайных установок, разбивка свайных полей, разметки отдельных свай, передвижки копров в очередную рабочую позицию; подтягивание, подъем и установка свай в исходное положение; погружение свай.

Первые удары по свае делают с малой высоты – до 0,5 м, пока свая не получит правильного направления. Затем силу удара молота постепенно увеличивают до максимальной. От каждого  удара свая погружается на определенную величину, уменьшающуюся по мере углубления до постоянного значения, называемого  отказом.

Сваи забивают до достижения рабочего отказа. После погружения свай разбивают головы свай, чтобы  обеспечить выпуск их арматуры на длину, необходимую для замоноличивания  в него ростверка.

После чего устраиваем опалубку, и производим бетонирование бетоном В-15, и армируем раствор. Далее производим монтаж фундаментных балок, после чего устраиваем гидроизоляцию. После этих операций производим обратную засыпку и уплотняем грунт.

 

 

 

 

Изм.

Коп уч

Лист     № док

Подпись

Дата

Лист

27

9ПС1.01.01.00000ПС

 

 Разраб.

Чудинова С.Ю.

 

 Провер.

Борзова О.Н.

 

 

Н.контроль

Борзова О.Н.

 Утв.

Цветков О.Ю.

 

6 Расчет свайного

фундамента 1

Лит.

Листов

9

 

Кафедра УНиК

 

Произведем выбор глубины  заложения фундамента.

Глубину заложения подошвы  свайного ростверка следует назначать  в зависимости от конструктивных решений подземной части здания или сооружения (наличие подвала, технического подполья) и проекта  планировки территории (срезкой или  подсыпкой), а также от высоты ростверка, определяемой расчетом.

Так как верхние слои основания  являются пучинистыми, глубину заложения  ростверков назначают с учетом расчетного сезонного промерзания грунтов. Поэтому глубина заложения ростверка  для г. Советская Гавань должна быть не менее 1.25 м. Исходя из конструктивных соображений глубина заложения ростверка должна быть на 40 см больше глубины стакана.

Принимаем глубину заложения  1.65 м.

Выберем глубину погружения свай, их длину и сечение.

Длину сваи назначаем самостоятельно. Нижний конец свай, как правило, следует  заглубить в прочные грунты, прорезая более слабые напластования. Сваю заглубляем во второй слой (пески мелкие). Свободное  опирание ростверка на сваи должно выполнятся путем заделки головы сваи в ростверк на глубину 30 см.

где – расчетная длина сваи, м;

a – глубина заложения сваи в ростверк, м;

– общая мощность слабых слоев  грунта, прорезаемых сваей, м.

Поперечное сечение сваи 0,3 × 0,3 м.

 

 

 

 

 

Изм.

Коп.уч

№ док.

 

Подпись

Дата

Лист

28

9ПС1.01.0.1.00000ПС

 

Лист

 

Несущую способность F_d висячей сваи и сваи-оболочки, погружаемых без выемки грунта, работающих на сжимающую нагрузку, определяют по формуле

, (3)

где γ_с – коэффициент условий работы сваи в грунте;

– коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетной сопротивление грунта;

R  – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

Глубина погружения сваи 6.35 м.

А – площадь опирания на фунт сваи, м;

u – наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

f_i — расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, м;

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

Для определения значений расчетного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи поступают следующим образом:

– все слои грунта, которые  прорезает свая, начиная от подошвы 
ростверка, расчленяют на элементарные слои, толщиной не более 2 м;

– определяют расстояние Z_i, до середины каждого элементарного 
слоя h_i;

– для каждого значения Z_i, находят значения расчетных сопротивлений f_i

γ_с = 1

А = 0,09 м²

u = 1,2 м

R = 1350 кПа

Допускаемая расчетная нагрузка на сваю F определяется по формуле:

Изм.

Коп.уч

№ док.

 

Подпись

Дата

Лист

29

9ПС1.01.01.00000ПС

 

Лист

 

;  (5)

где F_d - расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи;

γ_k - коэффициент надежности, принимаемый равным 1.4.

.

Определим количество свай и разместим их в плане.

Необходимое количество свай и в свайном фундаменте в первом приближении можно определить по формуле

;

где N_I = 1080 кН – расчетная вертикальная нагрузка в уровне обреза фундамента;

 Конструктивно принимаем  6 сваи.

Размещение свай в плане.

Рисунок 6.1. – Размещение свай в плане.

Изм.

Коп.уч

№ док.

 

Подпись

Дата

Лист

30

9ПС1.01.01.00000ПС

 

Лист

 

Проверим расчетную нагрузку, передаваемую на сваю и уточним количество свай.

Проверку фактической  расчетной нагрузки на каждую сваю для внецентренно нагруженного фундамента осуществляют исходя из условия:

где N – фактическая расчетная нагрузка на максимально нагруженную сваю, кН;

F – допускаемая расчетная нагрузка на сваю, кН.

(4)

где n – число свай в фундаменте;

М_оyI, М_охI – расчетные изгибающие моменты, относительно главных центральных осей в плоскости подошвы ростверка, кН·м;             

y_i, x_i – расстояния от главных осей до оси каждой сваи, м;

y_max, х_max – расстояния от главных осей до оси максимально нагруженной сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка, м.

- условие выполняется.

Определим осадку свайного куста из висячих свай.

Расчет свайного куста  из висячих свай по деформациям производится как для условного фундамента на естественном основании методом послойного суммирования.

Границы условного фундамента определяются следующим образом: снизу - плоскостью AD, проходящей через нижние концы свай; с боков - вертикальными плоскостями АВ и CD, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии:

 

Изм.

Коп.уч

№ док.

 

Подпись

Дата

Лист

31

9ПС1.01.01.00000ПС

 

Лист

 

Осредненное значение угла внутреннего трения грунта определяется:

где h – глубина погружения сваи в грунт,

 – расчетное значение углов  внутреннего трения для отдельных,  пройденных сваями слоев грунта  толщиной H_i.

Рисунок 6.2. – Определение границ условного фундамента

при расчете свайных фундаментов  по деформациям

 

Размеры подошвы условного  фундамента определяют по формулам

L_усл = L + 2S;

B_усл = В + 2S.

Изм.

Коп.уч

№ док.

 

Подпись

Дата

Лист

32

9ПС1.01.01.00000ПС

 

Лист

 

L_усл = 2.6 + 2 · 0.618 = 3.836 м;

B_усл = 2.3 + 2 · 0.618 = 3.536 м;

Площадь подошвы условного фундамента определяется по формуле

A_усл = B_усл · L_усл,_.       

A_усл =3.836 · 3.536=13.56 м².

Рисунок 6.3. – Свайный фундамент 1.

При определении деформации основания необходимо выполнение следующего условия:

P_ср ≤ R;

где P_cp – среднее фактическое давление на грунт в плоскости нижних концов свай, кН/м;

R – расчетное сопротивление грунта в плоскости нижних концов свай, кН/м².

Расчетное сопротивление  грунта в уровне подошвы условного  фундамента определяется по формуле:

Изм.

Коп.уч

№ док.

 

Подпись

Дата

Лист

33

9ПС1.01.01.00000ПС

 

Лист

 

где γ_с1, γ_с2 – коэффициенты условий работы;

 М_γ, М_q , М_с – коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения φ под подошвой условного фундамента;

 γ_II – удельный вес грунта под подошвой условного фундамента, кН/м²;

В_усл – ширина подошвы условного фундамента, м;

d_I = h_ycл – глубина заложения подошвы условного фундамента, м;

C_II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой условного фундамента кПа;

 - осредненное значение удельного веса грунта выше подошвы условного фундамента.

=1.1,   =1,  d₁= 1.65, с₂ = 3.0 м,

М_с = 9.97, М_γ = 1.81, М_q = 8.24,

Фактическое давление, действующее  по подошве условного фундамента, определяется по формуле:

,

Вес условного фундамента определяется по формуле:

G_II = G_p + G_cв + G_гр,

где G_p– вес ростверка,

G_p = V_pocт · γ_бет,

V_рост – объем ростверка, м³;

γ_бет – удельный вес железобетона, кН/м³;

Изм.

Коп.уч

№ док.

 

Подпись

Дата

Лист

34

9ПС1.01.01.00000ПС

 

Лист

 

γ_бет = 25 кН/м³;

G_св – вес свай,

G_св = n · V_св · γ_бет;

V_св – объем сваи, м³;