Проектирование фундаментов здания

выбор дизель молота.docx

8. Выбор дизель-молота.
Расчетная нагрузка передаваемая на сваю:
где – расчетная несущая способность грунта расположенная ниже действия сил отрицательного трения.
Допускаемая нагрузка на сваю:
P`d= 10253614 = 7324 кН
Необходимая минимальная энергия удара молота:
Принимаем трубчатый дизель-молот С-858(УР-1-1250) с энергией удара
где – масса молота =125 т;
– масса сваи с наголовником т; m2 =02+01225·13·25=42т
– масса подбабка =03т.
k=06 для трубчатого дизель-молота
Значение отказа свай:

БОТАНИКА.dwg

отдельный фундамент мелкого заложения
ленточный фундамент мелкого заложения
глубина подошвы слоя
геологический разрез по скважине
глубина зондирования
Q-4;Сваи квадратного сечения С13 35
свайный отдельно-стоящий
ПЛАН СВАЙНОГО ПОЛЯ (М 1:200)
ПЛАН РОСТВЕРКОВ (М 1:200)
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ
К. 15.1.5.07. КП. 307.00.СФ.
Основания и фундаменты
Проектирование фундаментов
инженерно-геологический разрез
- торф среденразлож.
За условную отметуку 0
0 принят уровень чистого пола
что соответствуетабсолютной отметке 9
Система высот Балтийская 1946 года.
Сваи приняты марки Снпр длиной 14 и 15 метров.
Опорным слоем служит суглинок тугопластичный.
Отклонения свай при забивке не должны превышать
величины указанной в СНиП от проектной отметки 3.02.01-83
при заделке в ростверк не должны превышать 20 мм.
Для связи с ростверком сваи заводятся в ростверк без разбивки
При необходимости срубку свай под проектные отметки
следует производить по согласованию с проектной организацией
чтобы свая имела после срубки горизонтальный участок
площадью не менее 70% от площади сечения сваи.
Недопускается после срубки свай наличие продольных трещин
и сколов за нижней гранью ростверка.
Производство работ должно отвечать требованиям СНиП 3.02.01-83.
Грунтовые воды вскрыты на глубине 1
м от дневной поверхности.
Проект савйного фундамента разработан на основании геологических изысканий
Сваи изготавливаются из бетона смаркой по водопроницаемости не менее W6
Гидроизоляция:бетонные поверхности фундаментов
промазать горячим битумом за 2 раза.
Для забивки свай используется дизель-молот марки СП-59.
горизонтальный 1:250.
СПЕЦИФИКАЦИЯ РОСТВЕРКОВ
ВЕДОМОСТЬ ЗАБИВКИ СВАЙ
Литологические типы грунтов
Консистенция грунтов
Генетические индексы четвертичных отложений
-песок средней крупности
Низ ростверка на отм. -0
Низ ростверка на отм. -1
Утеплитель Rockwool РУФ-БАТТС h=150 мм
Цементно-песчаная стяжка h=25 мм
Выравнивающий слой h=10мм
Цем.-песч. стяжка h=20 мм
Теплоизоляция h=100 мм
Цем.-песч. ст. h=20 мм
Бетон мозаичный h=4мм
Цем.-песч. стяжка h=12 мм
Геологическая колонка для скважины №1
по глубине пробуреной
Суглинок полутвердый
Абсолютная отметка устья - 4
Скважина №1 (пл. 10)
Суглинок тугопластичный
Геологическая колонка для скважины №2
Скважина №2 (пл. 10)
Геологическая колонка для скважины №3
Абсолютная отметка устья - 5
Скважина №3 (пл. 10)
Геологическая колонка для скважины №4
Скважина №4 (пл. 10)
Анализ инженерно-геологических условий по развернотому разрезу 1-2-3
Полная замена слоя торфа песком с его последующим уплотнением 2. Устройство фундамента мелкого заложения
Инженерная подготовка строительной площадки 1. Заменить слой торфа песчаным грунтом h=6.1 м 2. Слой песка уплотнить
на искусственно устроеном основании устроить фундаменты мелкого заложения 3. По слою торфа отсыпать слой песка h= 3.7 м. 4. При такой инженерной подготовке следует устривать свайные фундаменты
Отметки для вариантного проектирования фундаментов 1. Отметка планировки DL=5
м (БС) 2. Нулевая отметка
отметка чистого пола соответсвует отм. 5
м (БС) 3. Минимальная отметка подошвы фундамента BF=2
м (БС) 4. Отметку подошвы ростверка принять при конструировании варианта СФ 5. Минимальная отметка острия свай BP=-7
Отметка острия свай -7
Пригрузка торфа песком толщиной 3
м 2. Устройство свайного фундамента
Фундамент под колонны
Фундамент мелкого заложения отдельный монолитный железобетонный под колонну. Осуществляется полная выторфовка с последующей засыпкой песком средней крупности с последующим уплотнением с kупл = 0
В основании - песчаная подушка h=3
Свайный фундамент с низким ростверком
кустовой из четырех свай на забивных сваях С120.30. Острие сваи заглублено в ледниковый полутвердый суглинок ниже кровли на 2 м. Осуществляется пригрузка торфа песком. Под подошвой фундамента устраивается песчаная подушка h=1 м с kупл = 0
кустовой из четырех свай на забивных сваях С160.35. Острие сваи заглублено в морской твердый суглинок ниже кровли на 1 м. Осуществляется пригрузка торфа песком. Под подошвой фундамента устраивается песчаная подушка h=1 м с kупл = 0
Фундамент мелкого заложения отдельный монолитный железобетонный под колонну. В основании устраивается подбетонка толщиной 100 мм.
кустовой из четырех свай на забивных сваях С120.30. Острие сваи заглублено в ледниковый полутвердый суглинок ниже кровли на 2 м.
кустовой из четырех свай на забивных сваях С160.35. Острие сваи заглублено в морской твердый суглинок ниже кровли на 1 м.
Минимальная отметка подошвы фундамента BF =2.7м (БС)
Расчетная схема фундамента мелкого заложения
Нижняя граница сжимаемой толщи
Схема осадки фундамента мелкого заложения
РАСЧЕТНАЯ СХЕМА СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА 1:100
СХЕМА ОСАДКИ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА 1:100
Расчетные показатели
Низ роств.на отм.-1.300
горизонтальный 1:200.
К. 15.1.5.09. КП. .00.СФ.
- глина заторфованная
Консистенция грунтов:
озерный-аллювиальные.
озерно-пролювиальные
Генетические индексы
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
четвертичных отложений
бетонный столбик 300х300х540

Расчет осадки фундамента мелкого заложения.docx

Расчет осадки фундамента мелкого заложения
Метод послойного суммирования.
Определяем природное давление на отметке подошвы условного фундамента FL=3955м. расчет ведем от отметки природного рельефа NL=410м.
Делим грунтовое основание на элементарные слои толщиной h≤04b. На границах грунта вычисляем вертикальные нормальные напряжения создаваемые собственным весом грунта и проектируемым фундаментом. Напряжения от собственного веса грунта вычисляют по формуле:
-напряжение на отметке подошвы фундамента FL
-удельный вес i-го слоя грунта
-тольщина i-го слоя грунта
Расчет ведут от отметки рельефа NL.
При расчете напряжений создаваемых фундаментом исключают так называемое природное давление. Считают что сжатие грунта в основании происходит только от дополнительных напряжений:
-коффициент учитывающий распределение напряжений по глубине (определяется по СНиП 2-02-01-83 «Основания зданий и сооружений»)
Расчет начинают с определения положения границы сжимаемой толщи. Указанная граница находится на глубине где выполняется условие: . Расстояние от подошвы фундамента до нижней границы называют мощностью сжимаемой толщи.
Осадку находят как сумму осадок элементарных слоев:
-число слоев на которое разбита сжимаемая толща.
Все вычисления сведены в таблицу:
Таким образом осадка составила 22 мм
Проверка расчетной осадки с предельно допустимой деформацией по СНиП 2.02.01 - 83 (прил. 4 стр. 38)
Расчетная осадка грунтов основания
Предельно допустимая деформация основания по СНиП 2.02.01 -83 для каркасного здания
5. Расчет осадки фундамента мелкого заложения методом эквивалентного слоя.
4. Расчет осадки свайного фундамента методом послойного суммирования.
Свайный фундамент для расчета осадок заменяют условным фундаментом на естественном основании. Условный фундамент включает в себя ростверк сваи и массив грунта ограниченный следующими плоскостями: снизу—горизонтальной плоскостью проходящей через нижние концы свай сверху—поверхностью планировки с боков—вертикальными плоскостями удаленными от наружных граней крайних рядов свай на расстояние Δ.
Значение Δ определяется по формуле
-длина участка сваи вдоль которого окружающий грунт вовлекается в работу за счет сил трения то есть участка на котором расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности берется со знаком плюс.
-средний угол внутреннего трения грунтов контактирующих со сваей на том же участке.
Среднее давление под подошвой условного фундамента:
--размеры подошвы условного фундамента.
Расчет осадки основания выполняется в третьем расчетном сечении. Вертикальная нагрузка =60009кН
Фундамент включает в себя ростверк высотой 15м и 3 сваи марки С13-35 заделанный в него на глубину 03 м. расстояние между наружными гранями свай 14м.
Находим размеры условного фундамента:
bусл=056+035+2 061=248 м
lусл=105+035+2 061=262 м
Под подошвой фундамента залегает слой суглинка. Модуль деформации Е=36МПа.
Определяем следующие параметры:
объем ростверка Vp=15 15136 = 306м3;
вес ростверка Gp=306 250 =765 кН;
объем одной сваи Vсв=035 035 127=156м3.
вес сваи Gсв= 4278 кН
Объем грунта в условном фундаменте:
Vg=248 262 142 – 306 – 3 156=8453 м3.
Среднее значение удельного веса грунта в пределах условного фундамента
γm=(186 20+98 36+1373 18+2031 2)142=971кНм3
Gg=971 8453=8204 кН.
Среднее давление под подошвой фундамента:
р=(60009 +765+8204+3 4278)( 248 262)=2501кПа.
Для вычислении я расчетного сопротивления суглинка залегающего под подошвой условного фундамента находим:
γс1=125 γс2=1 k=1 Мγ=036; Мq=243; Мс=499 kz=1
db=0 dусл=142 м γII=2031 кНм3 γIII=971кНм3 CII= 99 кПа
Расчетное сопротивление:
Условие Р≤R выполняется: 2501 кПа 8472 кПа.
Определение напряжений в основании
Основание на большую глубину сложено однородным грунтом-суглинком поэтому при расчленении его на элементарные слои не нужно учитывать границы между различными инженерно-геологическими элементами. Допустимая тощина слоя: h≤04bусл. Глубина рассматриваемого массива 3bусл=7448м. Принимаем h=08 м. На границах грунта вычисляем вертикальные нормальные напряжения создаваемые собственным весом грунта и проектируемым фундаментом. Напряжения от собственного веса грунта вычисляют по формуле:
Таким образом осадка основания составила 48 см.

кузюл9.docx

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗДАНИЯ.
В городе Санкт-Петербург запроектировано здание состоящее из двух частей производственной и административно-бытовой размерами в плане 51 х 30м.
Производственная часть здания запроектирована в осях 2 - 4 и А - Б. Здание одноэтажное двухпролетное кирпичное отапливаемое с размерами в плане 330 ×300 м. Высота здания - 15 м.
Несущий каркас здания - сборные железобетонные колонны и балки покрытия. Шаг несущих конструкций – 6 м пролеты L2=24 м L3=9 м. Стеновое ограждение выполнено из керамического кирпича. Полы выполнены по грунту. Плиты покрытия в производственной части ребристые.
Крановое оборудование отсутствует.
В осях 1 - 2 и 4 - 5 и А - В запроектирована трехэтажная административно-бытовая часть здания пролетом В=6 м. Высота этажа 45 м. Наружные стены самонесущие – кирпичные толщиной 640 мм. Внутренние стены и перегородки выполняются из обыкновенного глиняного кирпича. На каждом этаже имеются оконные проёмы размером 21х18 м.
Плиты покрытия и перекрытия в административной части пустотные. Кровля рулонная совмещенная. Полы покрыты линолеумом.
Климатические условия:
Наиболее холодная пятидневка: -25 С
Наиболее холодные сутки: -28С
Среднемесячная температура наружного воздуха за июль: 17 8 С
Отметка верха—14400
Высота колонны Нк=15450 мм
Ширина колонны b=400 мм
Толщина колонны h=800 мм
Объем бетона = 49 м3
Объем стали = 430 1061
Масса колонны m = 124 т
h2=975мм h2=600мм h4=150 мм
Объем бетона = 12 м3
Объем стали = 206 кг
Масса колонны m = 3 т
Марка бетона М300 Арматура А II.
hн=340 мм hв=300мм hс=250 мм
Объем стали = 733 880 кг
Масса колонны m = 122 т
С круглыми пустотами – ПК61.15
Длина плиты l=6080мм
Ширина плиты b = 1490мм
Толщина плиты h=220мм
Объем бетона = 107 м3
Объем стали = 5226 кг
Масса колонны m = 2669 т
Длина плиты l=5970мм
Ширина плиты b = 2980мм
Толщина плиты h=250мм
Объем бетона = 089 м3
Объем стали = 55 108 кг
Масса колонны m = 223 т
Для сбора нагрузок на схеме здания выбираем три расчетных сечения отличающихся несущими элементами и размерами грузовых площадей. Нагрузки определяем как для разрезных конструкций без учета перераспределения ими опорных реакций. Сбор нагрузок выполняем на уровне планировочной отметки грунта или обреза фундамента.
1 Постоянные нагрузки
1.1 Нагрузки от покрытия (для сечений 2-2 и 3-3)
Слой гравия h=10мм γ=20 кНм3
слоя рубероида на битумной мастике γп=004 кНм3
Цементно-песчаная стяжка h=20мм γ=18кНм3
Утеплитель (шлак) h =200мм γ=8кНм3
Плита покрытия (ребристая железобетонная 1ПГ6 6×3 h=250мм) m=223т
1.2 Нагрузки от междуэтажного перекрытия
Расчет веса перекрытия (для сечений 1-1 и 2-2)
Бетон мозаичный армированный сеткой h=20мм γ=25кНм3
Звукоизоляция – керамзитобетон h=40мм γ=12кНм3
Пароизоляция – 1 слой толя γп=004кНм3
Плита перекрытия ПК61.15 (с круглыми пустотами 6×15 h=220мм) m=2669т
Нагрузки от консоли:
Плита перекрытия ПК30.15 (с круглыми пустотами 3×15 h=220мм) m=147т
1.3 Расчет веса стен.
Расчет производим на 1м2 вертикальной поверхности.
Расчет веса наружной стены (сечение 1-1).
Облицовка в полкирпича =120 мм и стена =380 мм γ=18 кНм3
Утеплитель- минераловатные плиты =140 мм γ=005 кНм3
Штукатурка – известково-песчаный раствор =20 мм γ=16 кНм3
Расчет веса внутренней стены (сечение 2-2).
Стена =380 мм γ=18 кНм3
Коэффициент проемности стен определяем по формуле:
kпр=(Астены-Аокна)Астены
Определяем коэффициент проемности стены:
kпр=(Астены-Аокна)Астены=144*30-21*18*15144*30=087
3 Временные нагрузки
3.1 Нагрузки от снега
Снеговую нагрузку определяют по формуле:
so - нормативное значение веса снегового покрова на 1м2 горизонтальной поверхности земли кНм2 so=129 (Санкт-Петербург относится к III снеговому району );
- коэффициент перехода от веса снегового покрова на поверхности земли к снеговой нагрузке на покрытии принимаем =1.
Коэффициент надежности для снеговой нагрузки γf=14
s=so*=129*1*14=181кНм2
3.2 Нагрузки от ветра
Ветровую нагрузку определяют по формуле:
Wo– нормативное значение ветрового давления для II ветрового района W0=03 Нм2;
k– коэффициент учитывающий изменение ветрового давления по высоте.
c– аэродинамический коэффициент; для наветренной стороны с=08 для подветренной стороны с=06.
Ветровой район для г. Санкт-Петербург – II нормативное значение ветровой нагрузки:
- для наветренной стороны
qв10=Wo*k*c=03*065*08=016 кНм2.
qв20=Wo*k*c=03*085*08=020 кНм2.
- для подветренной стороны
qв10=Wo*k*c=03*065*06=012 кНм2.
qв20=Wo*k*c=03*085*06=015 кНм2
2.3 Полезная нагрузка
По СНиП 2.01.07-85* принимаем qнпер=2 кПА qнпок=05 кПа
n – коэффициент сочетания учитывает число этажей над рассматриваемым фундаментом
А – коэффициент сочетания учитывает размеры грузовой площади
при грузовой площади А9м2
Коэффициенты сочетания:
Количество перекрытий
Коэффициент надежности по нагрузке
Вес междуэтажного перекрытия
Вес внутренней кирпичной стены
Вес наружной кирпичной стены
Снеговая нагрузка III р-н
Ветровая нагрузка II район : наветренная сторона с = + 08
Полезная нагрузка на покрытие
Полезная нагрузка на перекрытие
Сбор нагрузок в сечении 1-1
наименование нагрузки
Полезная на перекрытие
ИТОГО временные нагрузки:
ИТОГО временные нагрузки *γ=09
Сбор нагрузок в сечении 2-2:
Наименование нагрузки
Вес внутренней стены
Полезная на перекрытие
Сбор нагрузок в сечении 3-3
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПЛОЩАДКИ СТРОИТЕЛЬСТВА.
1 Материалы инженерно-геологических изысканий
Инженерно-геологические условия площадки строительства представлены:
инженерно-геологическим разрезом площадки;
планом расположения буровых скважин;
таблицей физико-механических свойств грунтов.
Расчетные зависимости для определения производных показателей
физико-механических свойств грунтов основания
Плотность сухого грунта
Показатель консистенции
Коэффициент пористости
Удельный вес грунта во взвешанном водой
Коэффициент Пуассона или коэффициент
Коэффициент зависящий от бокового
Коэффициент относительной сжимаемости
Коэффициент консолидации (м2год)
Удельный вес воды (кНм3)
Ускорение свободного падения ( мс2 )
Глина полутвердая заторфованный PkIV
Суглинок полутвердый
Суглинок полутвердый
Абсолютная отметка устья 400 м.
Абсолютная отметка устья 406 м.
Абсолютная отметка устья 410 м.
Глина заторфованная полутвердая
Абсолютная отметка устья 404 м.
2 Оценка инженерно – геологических условий
Площадка строительства находится в г. Санкт-Петербург. Рельеф пологая равнина. Отметки высот над уровнем моря составляют 40—42 м.
Геологические условия выявлены посредством бурения четырех скважин на глубину 25м.
Напластование грунтов сверху вниз следующее:
Суглинок текучий (IP=014; IL=121). Мощность слоя от 30 м до 82м.
Грунт суглинок текучий заторфованный (IP=032; IL=0125). Мощность слоя 16м.
Торф погребен. Мощность слоя 1м.
Грунт суглинок текучий заторфованный (IP=032; IL=0125) . Мощность слоя от 11м до 19м.
Грунт суглинок текучий (IP=014; IL=121). Мощность слоя от 01 м до 82м.
Грунт суглинок текучий (IP=010; IL=11) озерно-пролювиальный. Мощность слоя от 3м до 64м.
Грунт суглинок полутвердый (IP=011; IL=009) морского происхождения. Мощность слоя от 132м до 138м.
Уровень грунтовых вод находится на глубине 10 20м от поверхности.
Поскольку на поверхности залегает слабый слой грунта (текучая супесь с Е=30МПа5МПа) для организации строительной площадки требуется инженерная подготовка территории. Вырываем часть грунта до торфяного слоя и засыпаем песком средней крупности. Отметку планировки DL назначаем 41м.
Нормативная глубина сезонного промерзания dfn суглинков и глин в г. Санкт-Петербург составляет 120м (определено по карте нормативных глубин промерзания грунтов). Тогда нормативная глубина промерзания отсыпанного слоя песка средней крупности составит:
поправочный коэффициент для определения нормативной глубины сезонного промерзания средних песков;
Определяем расчетную глубину сезонного промерзания по СНиП:
коэффициент учитывающий влияние теплового режима сооружения при расчетной температуре внутреннего воздуха в помещении tв=15оС и полах по грунту kh=06;
df=kh*dfn=06*156=094м.
В качестве расчетной принимаем скважину №3 где подошва торфа обнаружена на максимальной глубине.
Осадку торфа принимаем равной 40% от мощности слоя.
РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ ФУНДАМЕНТОВ С УЧЕТОМ РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЙ ПЛОЩАДКИ СТРОИТЕЛЬСТВА.
Для выбора типа фундаментов на геологическом разрезе должно быть указано:
Контуры расположения здания;
Принятая планировочная отметка на площадке строительства DL=4100м;
Нулевая отметка здания 4100м;
Отметка промерзания грунта без учета теплового режима (Кп =1)Расчетная глубина сезонного промерзания грунта =094 м :
Отметка уровня грунтовых вод (УГВ) на площадке по результатам изысканий NL=390;
Отметка подошвы фундамента мелкого заложения 3875
Отметка низа искусственного основания BL = 354 м. Предполагается устройство песчаного искусственного основания мощность которого от низа до подошвы фундамента составляет 335 м;
Здание по всей площади фундаментов опирается на однородный несущий слой песка средней крупности;
Отметка низа ростверка для свайных фундаментов м;
Отметка острия свай м.
В качестве фундаментов используем следующие варианты: мелкого заложения на песчаной подушке свайные забивные и буронабивные.
Определение глубины заложения подошвы фундаментов.
Сечение 3. Колонна по оси 3.
При глубине заделки колонны в фундамент 950мм минимальная высота фундамента h=950+50+200=1200мм.
С учетом кратности размеров модулю 300мм можно принять высоту фундамента мелкого заложения h=1200мм. Минимальная высота типового фундамента 1500мм.
Сваи заглубляем на глубину не менее чем на 132 м
Сваи проходят слои торфа поэтому требуется жесткое сопряжение их с ростверком. Минимальная высота ростверка hр=1200+300=1500мм. Принимаем высоту кратной 300мм – 1500мм.
Сечение 1. Стена по оси 5
Отметка планировки и отметка обреза фундамента совпадают
С учетом требований глубина заложения должна быть не менее 1300 мм
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ.
Фундаменты мелкого заложения возводятся в открытых котлованах. Их отличительными особенностями являются передача нагрузки на основание преимущественно через подошву и отношение высоты фундамента к ширие менее четырех. Применение таких фундаментов обычно считается рациональным при глубине заложения до 2 4 м.
По форме фундаменты разделяют на отдельные (под колонны) ленточные (под стены) сплошные или плитные (под все здание). Основание фундаментов может быть естественным или искусственным. В данной курсовой фундамент устраивается на искусственный грунт- на слой песка средней крупности
1. Определение размеров подошвы фундаментов и конструирование.
1.1. Расчетная схема и исходные данные для расчета отдельного фундамента.
Расчет фундамента ведем в сечении №3-колонна.
Физико-механические характеристики грунтов:
Песок средней крупности
Нагрузки в расчетном сечении: NII=60009 кН МII=4366 кН
1.2. Определение размеров отдельного фундамента.
В большинстве случаев расчет фундаментов мелкого заложения ведется по второй группе предельных состояний. При этом используется расчетная схема основания в виде линейно деформируемой среды. Ее применение считается допустимым при развитии зон пластических деформаций грунтов в основании на глубину не более b4 где b—ширина подошвы фундамента. Для выполнения этого условия среднее давление под подошвой не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R определяемого по CНиП 2.02.01 – 83:
R для зданий без подвала:
При уточнении размеров фундамента производим проверку:
PII – среднее давление по подошве фундамента;
R – расчетное сопротивление грунта основания.
-коэфициенты условий работы
k –коэффициент; если прочностные характеристики грунта определялись испытанием k = 1 а если по справочникам k = 11. Принимаем k = 1.
- коэффициенты зависящие от расчетного угла внутреннего трения несущего слоя грунта.
-расчетный удельный вес несущего слоя грунта (песок средней крупности)
- то же залегающего выше подошвы фундамента
СII –удельное сцепление грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента
d1—глубина заложения фундамента d1=165;
Давление под подошвой фундамента (находим приближенно):
где А=12b2 –площадь фундамента
γm =20 кНм3 средний удельный вес грунта и материала фундамента
Вычислив Р R при различных значениях b по точке пересечения графиков R=f(b) и p=f(b) определяем требуемую ширину подошвы фундамента –16 м Длина подошвы должна быть не менее 12·15=192 м
Принимаем типовой фундамент с размерами подошвы 21х18 ФВ4-1
Расчетное сопротивление грунта:
Объем фундамента Vf = 339 м3 его вес Gf=339*25=8475кН
Объем грунта на уступах Vg=18*21*15-339=228 м3 Gg=228*186=4241 кН
Среднее давление на основание:
Условие выполняется значит фундамент подобран верно.
Проверяем краевые напряжения при эксцентрисете е:
Условие выполняется.
1.3. Расчетная схема и исходные данные для расчета ленточного фундамента.
Расчет фундамента ведем в сечении 1-1-наружная стена.
Нагрузки в расчетном сечении: NII=18551 кН МII=1342 кН
1.4. Определение размеров ленточного фундамента.
Вычислим расчетное сопротивление грунта основания:
=11 =11 (LH=30144=208>15)
d1—глубина заложения фундамента d1=05м;
где А=1b –площадь фундамента
γm =20 кНм3 средний удельный вес грунта и материала фундамента.
Вычислив Р R при различных значениях b по точке пересечения графиков R=f(b) и p=f(b) определяем требуемую ширину подошвы фундамента –207 м
Принимаем типовой фундамент с размерами подошвы Ф24
Фундаментная плита: b=24м l=118 м h=05 м m=28 т
Вес 1м фундаментной плиты:
Объём грунта на уступах:
Вес грунта уступах:
2. Расчет подстилающего слоя «слабого» грунта на продавливание.
При наличии в пределах сжимаемой толщи основания слоя грунта обладающего прочночстью меньшей чем прочность грунта залегающего непосредственно под подошвой на кровле этого слоя следует проверять выполнение условия:
zp – дополнительные сжимающие напряжения создаваемые фундаментом;
zg – напряжения от собственного веса грунта;
Rz – расчетное сопротивление грунта для условного фундамента шириной
Az – площадь условного фундамента
a-параметр зависящий от соотношения размеров подошвы фундамента:
a=(l-b)2=(21-18)2=015
При проектировании фундамента на песчаной подушке проверку выполняем для слоя грунта залегающего под песком.
Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента на глубине 55м
Соотношение сторон подошвы фундамента .
Глубина залегания кровли глины (от подошвы фундамента) hz = 385м относительная глубина отсюда коэффициент учитывающий распределение напряжений по глубине α=0094
Дополнительные напряжения на кровле суглинка :
Сумма напряжений: кПа
Для вычисления расчетного сопротивления глины находим:
γс1=125 γс2=1 Мγ=018 Мq=173 Мc=417 kz=1
γII=1373 (кНм3) γ II=71555=130 (кНм3) СII=16 (кПа).
Расчетное сопротивление:
Условие выполнено 828 кПа ≤16018кПа
3. Расчет крена фундамента.
Физико-механические характеристики песка: γ=186кНм3 γsb=98кНм3φII=250 СII=0кПа Е=11МПа.
Нагрузки в первом расчетном сечении: NII=60009 кН МII=4369.
Фундамента Ф14-1 размером b=14м l=238 м h=03м m=21 т
- коэффициент Пуассона для песков и супесей=03.
Е-модуль деформации Е=110МПа
- коэффициент учитывающий меньшую деформативность грунта при большем модуле деформации =1.
е -эксцентриситет; е=008м
-коэффициент принимаемый по СНиП 2.02.01-83* таблица 5.
а- сторона прямоугольного фундамента а=3м
Расчет свайного фундамента.
1. Определение несущей способности сваи по:
1.1. Расчет несущей способности по характеристикам грунтов основания.
Отдельно-стоящий фундамент. (Сечение 3-3-колонна)
Расчетные нагрузки (по первому предельному состоянию):
N1=73639 кН M1=5497 кН. Высота ростверка 15 м.
Сваи опираются на слой полутвердого суглинка.
В нашем случае сваи будут висячие т.к. они будут опираться на сжимаемые грунты
(Е50000 кПа) нагрузка на грунты будет передаваться боковой поверхностью и нижним концом сваи.
К расчету принимаем сваю квадратного сечения С13-35 длиной 13 м и размером поперечного сечения 35 см. Учитывая заделку сваи в ростверк рабочая длина сваи составит ho=127 м.
Несущая способность сваи определяется из условия прочности материала и грунта в который она погружена.
В фундаментах с низким ростверком несущую способность сваи по материалу в плотных грунтах определяют из условий прочности в слабых - из условий устойчивости. В фундаментах с высоким ростверком ствол сваи рассчитывают на дополнительное действие изгибающих моментов и поперечных сил.
Несущую способность висячей сваи определяют по СНиП 2.02.03-85
Fd=c(CRRA + uiffihi)
где c – коэффициент условий работы сваи в грунте (c =1);
CR if – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи учитывают способ погружения сваи по СНиП 2.02.03-85 табл.3.
R – расчетное сопротивление грунта по нижним концом сваи по СНиП 2.02.03-85 табл.1
А – площадь поперечного сечения сваи;
А = 035 035 = 01225 м2
u – периметр поперечного сечения сваи;
Вычисление сил сопротивления грунта на боковой поверхности сваи:
Глубина середины слоя zi м
Сопротив-ление fi кПа
Глина полутвердая IL=0125
Суглинок текучий IL=121
Суглинок полутвердый IL=009
Несущая способность сваи:
Fd=1(1750001225+ 1414651)=15744
Допускаемая нагрузка на сваю:
Pd= 1574414 = 11246 кН
где 14 – коэффициент надежности принимаемый по СНиП.
По приложению 4 находим что несущая способность сваи С13-35 по материалу составляет 1200 кН
Ленточный фундамент.
Расчетные нагрузки (по первому предельному состоянию): N1=21068 кН.
Высота ростверка 05 м.
Сваи висячие т.к. они опираюся на сжимаемые грунты
К расчету принимаем сваю С12-35 длиной 12 м за вычетом заделки в ростверк рабочая длина сваи составит ho=117 м.
Несущую способность висячей забивной сваи работающей на сжимающую нагрузку определяют по СНиП 2.02.03-85
Fd= 1 (1750001225 + 143835) =14556 кПа
Pd= 1455614 = 10397 кН
По приложению 4 находим что несущая способность сваи СН12-35 по материалу составляет 1200 кН.
1.2. Расчет несущей способности по данным статического зондирования.
Отдельно-стоящий фундамент.
Несущую способность сваи определяют по формуле:
Rs—предельное сопротивление грунта под нижним концом сваи
А—площадь поперечного сечения сваи
f—среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи
h0—длина сваи за вычетом заделки в ростверк
u—периметр поперечного сечения сваи
Совмещаем сваю с графиком статического зондирования.
Предельное сопротивление грунта под нижним концом сваи определяется по формуле:
Где 1—коэффициент перехода от qS к RS
qS—среднее значение сопротивления грунта под наконечником зонда на участке расположенном в пределах 1d выше и 4d ниже отметки острия проектируемой сваи где d—размер поперечного сечения сваи.
Площадь эпюры q (сопротивление грунта под наконечником зонда) на участке высотой 5d=5035=175 м расположенном на глубине от 140м до 1575м от отметки природного рельефа NL составляет 313 МПам. Среднее значение сопротивления грунта:
qS = 313175 = 1788МПа = 17880 кПа
При qS = 17880 кПа коэффициент перехода для забивки свай 1=032. Находим предельное сопротивление грунта под концом сваи по формуле:
RS= 1qS= 032 17880 = 57431 кПа
По графику статического зондирования определяем значение сил трения грунта на боковой поверхности зонда:
- на глубине 165 м (низ ростверка) Q1 = 75 кН
- на глубине 1435м (острие сваи) Q2 = 2134 кН
Среднее значение сопротивления грунта на боковой поверхности зонда:
Pd= 7972125 =63778 кН
Площадь эпюры q (сопротивление грунта под наконечником зонда) на участке высотой 5d=5035=175 м расположенном на глубине от 127м до 142м от отметки природного рельефа NL составляет 2359 МПам. Среднее значение сопротивления грунта:
qS = 2359175 = 1348МПа = 13480 кПа
При qS = 13480 кПа коэффициент перехода для забивки свай 1=040. Находим предельное сопротивление грунта под концом сваи по формуле:
RS= 1qS= 040 13480 = 5392 кПа
- на глубине 13 м (низ ростверка) Q1 = 657 кН
- на глубине 13 м (острие сваи) Q2 = 30 кН
Pd= 9539125 =76322кН
1.3. Расчет несущей способности по материалу
Расчет несущей способности по материалу рассчитывается по формуле:
Fdm =с (сb’cbRbAb + RscAs)
с=1 –коэффициент условия работы сваи;
где - коэффициент учитывающий продольный изгиб сжатого элемента
=1 т.к. свая погружена в грунт;
’сb =1- коэффициент условий работы бетона
cb – коэффициент учитывающий работу сваи в грунте
cb = 1 для забивных свай;
Rb – расчетное сопротивление бетона на сжатие в зависимости от массы бетона при марке бетона М-250 Rпр=11000 кПа = 11000 кНм2;
А – площадь поперечного сечения бетона ( 01125 м2 );
Расчет ведем для бетона марки М 250 арматура 412 А-II А – 452 см2
RS = 270000 кПа = 270000кНм2
Аsc = 425 см2 = 0000452 м2
Fdm = 1 1 ( 111100001225 + 12700000000452 ) = 13597 кН
где 14 коэффициент надежности по СНиП
Из четырех вычисленных Pd – принимаем наименьший для расчета:
2. Конструирование фундамента.
2.1.Расчет числа свай в кусте (для отдельного) и шага свай (для ленточного).
При небольших эксцентриситетах в отдельных фундаментах сваи допускается размещать симметрично относительно геометрической оси колонны. Сваи располагают рядами или в шахматном порядке. Минимальное расстояние меджу осями забивных сваи amin принимают равным: 3d—для висячих свай и 15d для свай-стоек. Максимальное расстояние определяется условиями армирования ростверка обычно его принимют равным 6d. Расстояние от края росверка до наружной грани ближайшей сваи должно быть не менее 5 см.
Размеры подколонника и ступеней росверка а также его армирование аналогичны фундаментам на естественном основании.
N1=73636 кН M1=5497 кН
Определяем количество свай в свайном фундаменте по формуле:
где N1 – расчетная нагрузка на фундамент;
Pd-допускаемая нагрузка на сваю;
gp gg – вес ростверка и грунта на его уступах приходящийся на одну
GСВ – вес сваи принимаемый с коэффициентом надежности по нагрузке;
k – коэффициент учитывающий наличие момента в расчетном сечении.
вес сваи GСВ =035 035 127 25 11 = 4278 кН
вес ростверка и грунта на его уступах
gp + gg = (3 035 )2 165 20 = 3638 кН
эксцентриситет продольного усилия
коэффициент k = 1+18 007 = 113
Требуемое число свай в кусте:
Расстояние между осями забивных свай назначаем 3 035 = 105 м.
Площадь плиты ростверка = 204м2
Расчетную нагрузку приходящуюся на одну сваю в кусте определяют по формуле:
Gp Gg - вес ростверка и грунта на его уступах
объем ростверка :Vp=15*15*136= 306м3;
Gp=306 250 11 = 8415 кН;
объем грунта на уступах ростверка Vg= 0 м3;
M1y-расчетный изгибающий момент относительно главной оси в плоскости подошвы ростверкаю
нагрузки N1=73639 кН M=5497 кНм;
Условие Nmax Pd выполняется: 32587 кН 73639кН
N1=21068 кН M1=1613 кН
Определяем требуемый шаг свай в свайном фундаменте;
где - расчетная нагрузка на погонный метр фундамента;
GСВ =035 035 127 25 11 = 4278 кН
gp + gg = (3 035 )2 13 20 = 28665 кН
. аmin=3 d=3 035=105 м. аmax=6d=6 035=21м
атр= 314м > аmin=105 м сваи забивают в один ряд.
aI=21 м – принятый шаг свай в ряду.
Максимальная нагрузка в ленточном ростверке:
объем ростверка Vp= 05 1 045 = 0225м3;
вес ростверка Gp=0225 250 11 = 619 кН;
Условие Nmax Рd выполняется: 368097340кН.
3. Расчет фундамента с буронабивными сваями.
Принимаем буронабивные сваи сплошного сечения без уширения бетонируемые в скважине пробуренной с закреплением стенок инвентарной обсадной трубой которая после проведения работ извлекается. К расчету принимаем сечение №1 (колонна).
Проектируем фундамент с тремя сваями. Диаметр свай 05м. Расстояние между сваями в свету 1м в осях – 15м.
Вычисляем объем и вес ростверка и грунта на его уступах:
– объем грунта на уступах ростверка:
Максимальная нагрузка на сваю
При выбранном способе изготовления буронабивных свай вмещающий их грунт дополнительно не уплотняется. Это приводит к существенному снижению расчетного сопротивления грунта по сравнению с фундаментом с забивными сваями. Задаемся рабочей длиной свай на 3 метра больше –157 м. с учетом заделки в ростверк на 03 м полная длина свай составит 16м
Вычисляем несущую способность буронабивных свай:
Сопротивление грунта по боковой поверхности
Допускаемая нагрузка на сваю:
Условие выполняется: 404 кН6283 кН

расчет осадки фундамента.docx

Расчет осадки фундамента мелкого заложения
Метод послойного суммирования.
Определяем природное давление на отметке подошвы условного фундамента FL=3955м. расчет ведем от отметки природного рельефа NL=410м.
Делим грунтовое основание на элементарные слои толщиной h≤04b. На границах грунта вычисляем вертикальные нормальные напряжения создаваемые собственным весом грунта и проектируемым фундаментом. Напряжения от собственного веса грунта вычисляют по формуле:
-напряжение на отметке подошвы фундамента FL
-удельный вес i-го слоя грунта
-тольщина i-го слоя грунта
Расчет ведут от отметки рельефа NL.
При расчете напряжений создаваемых фундаментом исключают так называемое природное давление. Считают что сжатие грунта в основании происходит только от дополнительных напряжений:
-коффициент учитывающий распределение напряжений по глубине (определяется по СНиП 2-02-01-83 «Основания зданий и сооружений»)
Расчет начинают с определения положения границы сжимаемой толщи. Указанная граница находится на глубине где выполняется условие: . Расстояние от подошвы фундамента до нижней границы называют мощностью сжимаемой толщи.
Осадку находят как сумму осадок элементарных слоев:
-число слоев на которое разбита сжимаемая толща.
Все вычисления сведены в таблицу:
Таким образом осадка составила 123мм
Проверка расчетной осадки с предельно допустимой деформацией по СНиП 2.02.01 - 83 (прил. 4 стр. 38)
Расчетная осадка грунтов основания
Предельно допустимая деформация основания по СНиП 2.02.01 -83 для каркасного здания
Расчет осадки свайного фундамента.
Свайный фундамент для расчета осадок заменяют условным фундаментом на естественном основании. Условный фундамент включает в себя ростверк сваи и массив грунта ограниченный следующими плоскостями: снизу—горизонтальной плоскостью проходящей через нижние концы свай сверху—поверхностью планировки с боков—вертикальными плоскостями удаленными от наружных граней крайних рядов свай на расстояние Δ.
Значение Δ определяется по формуле
-длина участка сваи вдоль которого окружающий грунт вовлекается в работу за счет сил трения то есть участка на котором расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности берется со знаком плюс.
-средний угол внутреннего трения грунтов контактирующих со сваей на том же участке.
Среднее давление под подошвой условного фундамента:
--размеры подошвы условного фундамента.
Расчет осадки основания выполняется в третьем расчетном сечении. Вертикальная нагрузка =60009кН
Фундамент включает в себя ростверк высотой 15м и 3 сваи марки С13-35 заделанный в него на глубину 03 м. расстояние между наружными гранями свай 14м.
Находим размеры условного фундамента:
bусл=056+035+2 061=248 м
lусл=105+035+2 061=262 м
Под подошвой фундамента залегает слой суглинка. Модуль деформации Е=36МПа.
Определяем следующие параметры:
объем ростверка Vp=15 15136 = 306м3;
вес ростверка Gp=306 250 =765 кН;
объем одной сваи Vсв=035 035 127=156м3.
вес сваи Gсв= 4278 кН
Объем грунта в условном фундаменте:
Vg=248 262 142 – 306 – 3 156=8453 м3.
Среднее значение удельного веса грунта в пределах условного фундамента
γm=(186 20+98 36+1373 18+2031 2)142=971кНм3
Gg=971 8453=8204 кН.
Среднее давление под подошвой фундамента:
р=(60009 +765+8204+3 4278)( 248 262)=2501кПа.
Для вычислении я расчетного сопротивления суглинка залегающего под подошвой условного фундамента находим:
γс1=125 γс2=1 k=1 Мγ=036; Мq=243; Мс=499 kz=1
db=0 dусл=142 м γII=2031 кНм3 γIII=971кНм3 CII= 99 кПа
Расчетное сопротивление:
Условие Р≤R выполняется: 2501 кПа 8472 кПа.
Определение напряжений в основании
Основание на большую глубину сложено однородным грунтом-суглинком поэтому при расчленении его на элементарные слои не нужно учитывать границы между различными инженерно-геологическими элементами. Допустимая тощина слоя: h≤04bусл. Глубина рассматриваемого массива 3bусл=7448м. Принимаем h=08 м. На границах грунта вычисляем вертикальные нормальные напряжения создаваемые собственным весом грунта и проектируемым фундаментом. Напряжения от собственного веса грунта вычисляют по формуле:
Таким образом осадка основания составила 48 см.

ленточный свайный.docx

Ленточный фундамент.
Расчетные нагрузки (по первому предельному состоянию): N1=21068 кН.
Высота ростверка 05 м.
Сваи висячие т.к. они опираюся на сжимаемые грунты
(Е50000 кПа) нагрузка на грунты будет передаваться боковой поверхностью и нижним концом сваи.
К расчету принимаем сваю С12-35 длиной 12 м за вычетом заделки в ростверк рабочая длина сваи составит ho=117 м.
Несущую способность висячей забивной сваи работающей на сжимающую нагрузку определяют по СНиП 2.02.03-85
Fd=c(CRRA + uiffihi)
где c – коэффициент условий работы сваи в грунте (c =1);
CR if – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи учитывают способ погружения сваи по СНиП 2.02.03-85 табл.3.
R – расчетное сопротивление грунта по нижним концом сваи по СНиП 2.02.03-85 табл.1
А – площадь поперечного сечения сваи;
А = 035 035 = 01225 м2
u – периметр поперечного сечения сваи;
Глубина середины слоя zi м
Сопротив-ление fi кПа
Песок средней крупности
Глина полутвердая IL=0125
Суглинок текучий IL=121
Суглинок полутвердый IL=009
Так как суммарное значение fi hi получилось отрицательным то увеличиваем длину сваи на 1 м. К расчету принимаем сваю С13-35 длиной 13 м за вычетом заделки в ростверк рабочая длина сваи составит ho=127 м.
Несущая способность сваи:
Fd= 1 (1750001225 + 144046) =97540 кПа
Допускаемая нагрузка на сваю:
Pd= 975414 = 6967 кН
где 14 – коэффициент надежности принимаемый по СНиП.
По приложению 4 находим что несущая способность сваи СН13-35 по материалу составляет 1200 кН.
Расчет несущей способности по данным статического зондирования.
Несущую способность сваи определяют по формуле:
Совмещаем сваю с графиком статического зондирования.
Площадь эпюры q (сопротивление грунта под наконечником зонда) на участке высотой 5d=5035=175 м расположенном на глубине от 157м до 172м от отметки природного рельефа NL составляет 2934 МПам. Среднее значение сопротивления грунта:
qS = 2934175 = 1677МПа = 16770 кПа
При qS = 16770 кПа коэффициент перехода для забивки свай 1=033. Находим предельное сопротивление грунта под концом сваи по формуле:
RS= 1qS= 033 16770 = 55727 кПа
По графику статического зондирования определяем значение сил трения грунта на боковой поверхности зонда:
- на глубине 13 м (низ ростверка) Q1 = 657 кН
- на глубине 14 м (острие сваи) Q2 = 4351 кН
Среднее значение сопротивления грунта на боковой поверхности зонда:
Pd= 9175125 =7340 кН
1.5. Расчет несущей способности по материалу
Расчет несущей способности по материалу рассчитывается по формуле:
Fdm =с (сb’cbRbAb + RscAs)
с=1 –коэффициент условия работы сваи;
где - коэффициент учитывающий продольный изгиб сжатого элемента
=1 т.к. свая погружена в грунт;
’сb =1- коэффициент условий работы бетона
cb – коэффициент учитывающий работу сваи в грунте
cb = 1 для забивных свай;
Rb – расчетное сопротивление бетона на сжатие в зависимости от массы бетона при марке бетона М-250 Rпр=11000 кПа = 11000 кНм2;
А – площадь поперечного сечения бетона ( 01125 м2 );
Расчет ведем для бетона марки М 250 арматура 412 А-II А – 452 см2
RS = 270000 кПа = 270000кНм2
Аsc = 425 см2 = 0000452 м2
Fdm = 1 1 ( 111100001225 + 12700000000452 ) = 13597 кН
где 14 коэффициент надежности по СНиП
Из четырех вычисленных Pd – принимаем наименьший для расчета:
Конструирование фундамента.
N1=21068 кН M1=1613 кН
Определяем требуемый шаг свай в свайном фундаменте;
где - расчетная нагрузка на погонный метр фундамента;
Pd-допускаемая нагрузка на сваю;
gp gg – вес ростверка и грунта на его уступах приходящийся на одну
GСВ – вес сваи принимаемый с коэффициентом надежности по нагрузке;
GСВ =035 035 127 25 11 = 4278 кН
вес ростверка и грунта на его уступах
gp + gg = (3 035 )2 13 20 = 28665 кН
. аmin=3 d=3 035=105 м. аmax=6d=6 035=21м
атр= 314м > аmin=105 м сваи забивают в один ряд.
aI=21 м – принятый шаг свай в ряду.
Максимальная нагрузка в ленточном ростверке:
объем ростверка Vp= 05 1 045 = 0225м3;
вес ростверка Gp=0225 250 11 = 619 кН;
Условие Nmax Рd выполняется: 368097340кН.