Здание дозаторного отделения химического цеха + чертёж

Основания и фундаменты .doc

ХАРАКТЕРИСТИКИ СЛОЕВ ГРУНТА .6
ДОЗАТОРНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО ЦЕХА 8
РАСЧЕТ ГЛУБИНЫ ЗАЛОЖЕНИЯ 9
СБОР НАГРУЗОК ДЛЯ СЕЧЕНИЯ А-А. 13
СБОР НАГРУЗОК ДЛЯ СЕЧЕНИЯ В-В .14
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ А-А ..15
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ Б-Б 17 8.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДОК ФУНДАМЕНТОВ 19 9.ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ ФУНДАМЕНТОВ И СТЕН ЗДАНИЯ ..23
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
ВЫБОР ТИПА КОНСТРУКЦИЙ И РАЗМЕРОВ СВАЙ И РОСТВЕРКА 24
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ОТДЕЛЬНОЙ СВАИ ПО ГРУНТУ 25
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА СВАЙ 27
КОНСТРУИРОВАНИЕ СВАЙНОГО РОСТВЕРКА ..27
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ НАГРУЗКИ НА СВАЮ
И ПРОВЕРКА УСЛОВИЯ ПРОЧНОСТИ СВАЙ ПО ГРУНТУ ..28
РАСЧЕТ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА ПО ДЕФОРМАЦИЯМ 30
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ .. 33
ХАРАКТЕРИСТИКИ СЛОЕВ ГРУНТА.
Первый слой. Насыпной грунт не исследуется так как он не может служить основанием при толщине слоя менее 05 м.
Второй слой. Образец взят из второго слоя грунта. Так как характеристики пластичности WL и WP для этого грунта равны нулю его следует отнести к пескам.
Вес частиц крупнее 2 мм составляет 0% от общего веса грунта что менее 25% необходимых для гравелистого песка: вес частиц крупнее 05 мм составляет 1842 % .
Вес частиц крупнее 025 мм составляет 5083 %. Следовательно этот слой состоит из песка средней крупности.
Определим коэффициент пористости грунта :
. Согласно табл. 2.2 пособия песок средней плотности.
Показатель водонасыщения:
Согласно табл. 2.2 пособия 0 Sr = 0092 05 Относится к пескам малой степени водонасыщения.
Следовательно полное наименование грунта второго слоя - песок средней крупности средней плотности относится к пескам малой степени водонасыщения. Такие грунты могут служить естественным основанием.
Находим прочностные и деформационные характеристики грунта. Для песков средней крупности при е=056 линейной интерполяцией определил :
Удельное сцепление Cn=19кПа
Угол внутреннего трения jn=380
Модуль деформации E=39МПа
Третий слой. Образец взят из третьего слоя грунта. Так как характеристики пластичности WL и WP для этого грунта отличны от нуля его следует отнести к глинистым грунтам.
Определим число пластичности
Ip= WL – WP = 0206-0163=0043. Так как 1 Ip=437 то согласно ГОСТу грунт относится к категории супесей. Глинистые грунты должны быть проверены на содержание в них частиц крупнее 2 мм .В моем случае частицы крупнее 2 мм составляют 045% и поэтому добавочного термина к наименованию грунта не будет.
Вычисляем показатель текучести супеси по формуле (2.4):
Согласно [2] или табл. 2.6 пособия супеси с 0 IL = 065 1 относятся к пластичным. Полное наименование грунта - супесь пластичная. Она может служить естественным основанием.
По формуле (2.1) вычисляем коэффициент пористости:
По данным [3] определяем прочностные и деформационные характеристики супеси имеющего IL =065 и e= 056 по [3 прил. 1 табл. 2] применяя интерполяцию
Cn=148 кПа jn=260 E=21 МПа R0=275кПа.
Четвёртый слой. Образец взят из четвёртого слоя грунта. Так как характеристики пластичности WL и WP для этого грунта равны нулю его следует отнести к пескам.
Вес частиц крупнее 2 мм составляет 2545 % от общего веса грунта.
Следовательно этот слой состоит из гравелистого песчаного грунта.
Определим коэффициент пористости грунта:
. Согласно табл. 2.2 пособия песок плотный.
Согласно табл. 2.2 пособия 0 Sr = 01 05 относится к пескам малой степени водонасыщения.
Следовательно полное наименование грунта четвёртого слоя - песок гравелистый плотный относится к пескам малой степени водонасыщения. Такие грунты могут служить естественным основанием.
Находим прочностные и деформационные характеристики грунта. Для гравелистых песков при е=05 линейной интерполяцией определил :
Удельное сцепление Cn=15кПа
Угол внутреннего трения jn=420
Модуль деформации E=45МПа
Пятый слой. Образец взят из пятого слоя грунта. Так как характеристики пластичности WL и WP для этого грунта отличны от нуля его следует отнести к глинистым грунтам.
Ip=0153 Ip=0153%. Грунт относится к категории суглинков. Глинистые грунты должны быть проверены на содержание в них частиц крупнее 2 мм .В моем случае частицы крупнее 2 мм составляют 0% и поэтому добавочного термина к наименованию грунта не будет.
Вычисляем показатель текучести суглинка по формуле (2.4) [1]:
Согласно [2] или табл. 2.6 пособия суглинок с 025 IL = 042 05 относятся к тугопластичным. Полное наименование грунта – суглинок тугопластичный. Он может служить естественным основанием.
По данным [3] определяем прочностные и деформационные характеристики суглинка имеющего IL =042 и e= 064 по [3 прил. 1 табл. 2] применяя интерполяцию
ДОЗАТОРНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО ЦЕХА
Здание дозаторного отделения химического цеха выполнено из сборного железобетона.
Над зданием на высоте 6А проходит крытая галерея.
Несущие колонны каркаса имеют сечение 400Х400мм ;
ригели таврового сечения вес 1 пог. м ригеля 900 кг.
Плиты перекрытия и покрытия - ребристые вес 1 м2 плиты- 240 кг.
Ограждающие конструкции из лёгкого бетона объёмным весом 1000 кгм3
Полезная нагрузка: на пол первого этажа 2т м2;
второго этажа - 1т м2 на пол галереи - 15т м2 .
Место строительства г. Липецк.
Под зданием в осях 1-10 имеется подвал высотой 3 м.
План типового этажа рис. 1.
РАСЧЕТ ГЛУБИНЫ ЗАЛОЖЕНИЯ.
Важной задачей при проектировании фундаментов является выбор несущего слоя грунта который совместно с подстилающими слоями обеспечил бы нормальную работу сооружения. От расположения несущего слоя грунта зависит глубина заложения фундаментов.
Глубина заложения подошвы фундаментов отсчитывается от поверхности планировки или пола подвала до подошвы фундамента.
При определении глубины заложения фундаментов следует руководствоваться п. 2.25 СНиП 2.02.01-83* который рекомендует учитывать целый ряд факторов основными из которых являются: климатические условия района строительства инженерно-геологические условия строительной площадки конструктивные особенности возводимых и соседних зданий и сооружений.
Рассмотрим влияние каждого условия.
Климатические условия. Промерзание некоторых грунтов приводит к возникновению сил пучения по подошве фундаментов которые могут вызвать подъём сооружения. Затем оттаивание таких грунтов приводит к резкому снижению их несущей способности и просадке сооружения.
К непучинистым грунтам относятся: скальные породы полускальные крупнообломочные с песчаным наполнителем гравелистые крупные и средней крупности пески.
Глубина заложения фундаментов в них не зависит от глубины промерзания.
Пучению подвержены следующие грунты: крупнообломочные с глинистым заполнителем глинистые пылеватые и мелкие пески.
Практикой установлено что при определенных условиях (в основном в зависимости от расположения горизонта грунтовых вод) грунты не проявляют свойства пучения.
При неблагоприятных условиях глубина заложения фундаментов назначается из условий недопущения развития сил морозного пучения по данным табл. 2.9.
Согласно [3] глубина заложения фундаментов d наружных стен и колонн отапливаемых зданий устанавливается по табл. 2.9 в зависимости от расчетной глубины промерзания грунтов df которая определяется по формуле: df=kh-dfm (2.5)
где kh — коэффициент влияния теплового режима здания на промерзание грунта у наружных стен;
dfn - нормативная глубина промерзания грунтов которая может быть определена по карте На карте (рис. 2.4) приведены нормативные значения глубин промерзания для глин и суглинков. Для супесей пылеватых и мелких песков эти значения должны быть увеличены в 12 раза.
Для наружных фундаментов отапливаемых зданий коэффициент kh может быть определен расчетом [3] или по табл. 2.10 пособия с учетом примечания к ней.
Глубина заложения фундаментов внутренних стен и колонн отапливаемых зданий назначается независимо от глубины промерзания но обычно не менее 05 м если во время строительства и эксплуатации возле фундамента исключено промерзание грунтов. Это достигается за счет утепления грунта верхнего слоя или утепления подвалов включая и лестничные клетки. Если в здании предусматриваются холодные подвалы и технические подполья то глубину заложения принимают в соответствии с данными табл. 2.9 от пола подвала и технического подполья. Аналогично поступают и при назначении глубины заложения фундаментов не отапливаемого здания имеющего подвал или подполье.
Глубина заложения наружных и внутренних фундаментов не отапливаемых зданий и сооружений назначается с учетом требований табл. 2.9 с коэффициентом kh =11 (кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой).
Глубину заложения фундаментов по условиям морозного пучения можно уменьшить за счет применения:
а)постоянной теплоизоляции грунта по периметру здания;
б)водозащитных мероприятий уменьшающих возможность замачивания грунтов;
в)полной или частичной замены пучинистого грунта на
непучинистый под подошвой фундамента;
г)обмазки боковой поверхности фундаментов битумной
мастикой или покрытия её полимерными плёнками;
д)искусственного засоления грунтов обратной засыпки
Инженерно-геологические условия. Учёт инженерно-геологических условий строительной площадки заключается главным образом в выборе несущего слоя грунта который может служить естественным основанием для фундаментов. Этот выбор производится на основе предварительной оценки сжимаемости и прочности грунтов.
Геологическое строение участка обычно бывает весьма разнообразным так как для каждой площадки напластование грунтов имеет сугубо индивидуальный характер. Для схематизации этих напластований все грунты условно делят на две группы: прочные (надежные) обладающие высокими показателями прочностных и деформационных характеристик Ro и Е и слабые обладающие низкими показателями (Е 5МПа Ro 01МПа).
На этой основе напластования грунтов геологического разреза условно можно привести к четырём основным схемам (рис. 2.5).
При напластовании грунтов по схеме 1 глубина заложения фундаментов не зависит от геологических условий и её можно принимать минимальной или исходя из других двух факторов. Если площадка сложена несколькими слоями надежных грунтов и при этом строительные свойства каждого последующего слоя не хуже свойств предыдущего то при больших нагрузках на фундамент за несущий принимают слой более плотного грунта залегающего ниже (если это решение экономичнее).
В случае залегания грунтов по схеме 2 приходится прибегать к устройству свайных фундаментов искусственных оснований: применять закрепление или упрочнение грунтов и другие способы.
Если реологический профиль представлен напластованиями грунтов по схеме 3 то следует различать ниже следующие случаи.
Толщина верхнего слоя мала. Тогда его целесообразно прорезать и фундамент опереть на хороший прочный грунт заглубившись в него на 10-20 см (рис. 2.6 а) [8] [9] [10].
Толщина верхнего слоя значительна но по своим свойствам этот грунт может воспринять нагрузку от проектируемого
сооружения. В этом случае можно устраивать широкие фундаменты или сплошные плиты (рис. 2.6 б в).
Толщина верхнего слоя значительна но он не может
воспринять нагрузку от сооружения. В этом случае можно устраивать свайные фундаменты (рис. 2.6 г) проводить частичную
замену слабого грунта прочным (рис. 2.6 д) или закреплять слабые грунты (рис. 2.6 е).
При напластовании грунтов по схеме 4 (рис. 2.5) возможны варианты устройства фундаментов показанные на рис. 2.7.
Конструктивные особенности. На глубину заложения фундаментов оказывают влияние конструктивные и технологические особенности зданий и сооружений. В частности глубина заложения фундаментов зависит от наличия в здании подвалов тоннелей подземных коммуникаций фундаментов под оборудование а также фундаментов существующих зданий в местах примыкания к ним. При наличии в здании подвальных помещений приямков и каналов примыкающих к фундаментам фундамент можно устраивать в соответствии с рис. 2.8 а и 2.9 а.
Возводимые фундаменты стремятся закладывать на одном уровне. При необходимости заложения смежных отсеков на разных отметках (рис. 2.8 г) требуется выполнение следующего условия:
где а - расстояние между фундаментами в свечу м;
— расчетное значение угла внутреннего трения град;
- расчетное значение удельного сцепления грунта кПа;
- среднее давление под подошвой расположенного выше фундамента от расчетных нагрузок кПа (для расчета основания по несущей способности).
В случае устройства фундаментов около уже существующих целесообразнее всего глубину вновь устраиваемого фундамента назначать вровень с первыми или выше них как показано на рис. 2.8 б в и г.
Разность отметок заложения соседних фундаментов с раз
ной глубиной заложения не должна превышать величину Ah определяемую по формуле 2.6. При наличии коммуникаций фундамент устраивается в соответствии с рис. 2.9 а.
Переход от одной отметки ленточного фундамента к дру-
гой осуществляется ступенями (рис. 2.9 б). Высота уступа в слу
чае сборного фундамента принимается равной высоте стенового
блока или железобетонной плиты которые при необходимости
допускается укладывать на слой тощего бетона. При устройстве
монолитного ленточного фундамента соотношение между высо
той и длиной уступа в связных грунтах принимается равным 1:2
а в несвязанных - 1:3 при высоте уступа не превышающей
При выборе глубины заложения фундаментов следует учитывать устройство новых коммуникаций фундаментов под оборудование подвальных помещений и пр.
Окончательная глубина заложения подошвы фундаментов d принимается как максимальная из трех величин найденных по указанным выше условиям.
Итак выбирая тип и глубину заложения фундаментов по рассмотренным условиям следует придерживаться следующих правил:
)подошвы фундаментов желательно закладывать на
одной и той же глубине;
)минимальная глубина заложения фундаментов принимается не менее 05 м от спланированной поверхности исключение
составляют скальные породы при наличии которых обычно снимается верхний сильно выветренный слой (сверху фундамент засыпается грунтом или над ним делается пол толщиной 01 015 м);
)глубина заложения фундаментов принимается не менее 03 05 м ниже отметки пола подвала приямков каналов;
)заглубление в несущий слой грунта должно быть не
менее 01.. .02 м от его кровли;
)не оставлять под подошвой фундамента слой грунта
малой толщины если строительные свойства подстилающего
грунта ниже вышележащего;
)в пучинистых грунтах глубина заложения фундаментов принимается в основном ниже df (05 df) не менее чем на
)при возможности следует закладывать фундаменты
выше уровня подземных вод; при этом не требуется водоотлива
гарантируется сохранение природной структуры грунтов основания работы могут быть выполнены в кротчайший срок;
)при слоистом напластовании грунтов все фундаменты
рекомендуется возводить на одном слое грунта или на грунтах с
близкой сжимаемостью; если это невыполнимо то размеры фундаментов выбирают главным образом из условия допустимости
неравномерности осадок;
)если глубина заложения фундаментов оказывается
большой нужно предусматривать специальные мероприятия по
подготовке основания или переходить на свайные фундаменты.
Основываясь на всех вышеперечисленных данных я принимаю глубину заложения конструктивно с учетом
выше правил. Сечение колонны 400Х400 мм
Следовательно глубина заложения
СБОР НАГРУЗОК ДЛЯ СЕЧЕНИЯ А-А.
Наименование нагрузок
Нормативные значения нагрузок кН
Расчетные значения нагрузок кН
Вес стены первого и второго этажа за вычетом оконного проема
Вес фундаментной балки
N011=118712= 989 (кН)
Определяем грузовую площадь внешней колонны сечения а-а
Собираем нагрузки на фундамент до уровня пола подвала.
Для г. Липецк находящегося во 3-м снеговом районе расчетное значение снеговой нагрузки принимается равным 18 кНм.
Сечение а-а находится в здании дозаторного отделения химического цеха.
Дополнительная нагрузка на покрытие принимается по табл.1.3 пособия. Подсчет нормативных и расчетных нагрузок ведется в табличной форме.
СБОР НАГРУЗОК ДЛЯ СЕЧЕНИЯ В-В.
N011=201412= 1678 (кН)
Определяем грузовую площадь внутренней колонны сечения в-в
- грузовая площадь верхней колонны;
- грузовая площадь остальных колонн сечения в-в;
Собираем нагрузки до уровня пола подвала.
Сечение в-в находится в здании дозаторного отделения химического цеха.
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ А-А
Предварительные размеры подошвы определяем по формуле (2.16) без учета внецентренности нагрузки:
Для проверки необходимо найти расчетное сопротивление
грунта R под подошвой фундамента по формуле (2.8). Предварительно найдем значения всех величин входящих в эту формулу с учетом размеров здания и свойств грунтов.
При отношении длины здания к его высоте равном 54144 = 375 по [3 табл. 3] находим
По [3 табл. 4] при j n=42° находим Мг =288 Mq =1251 Мс=1279.
Так как прочностные характеристики грунта (с и j) определялись по таблицам приложения 1 [3] то k = 11. b = 14м 10м значит KZ = 1.
В рассматриваемом сечении имеется подвал поэтому необходимо вычислить d1 по формуле (2.10) и принять размер db.
Расчёт ведём по второй скважине.
Удельный вес песка с учетом взвешивания воды
Удельный вес суглинка с учетом взвешивания воды
Толщина грунта со стороны подвала равна высоте фундамента т.е. 11 м толщина конструкции пола подвала - 03 м расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала примем 22 кНм3. Из этого следует
С учетом рекомендаций [3] по применению формулы (2.8) для нашего случая db = 0 м т. к. ширина подвала В > 20 м
Вычислим требуемую ширину подошвы фундамента с помощью программы «Area_fund v. 1.0.» .
По результатам расчёта приведенного ниже получили.
Расчётная ширина подошвы фундамента b = 17 м.
Несущая способность подстилающего слоя достаточна.
Основное условие R выполняется.
По конструктивным соображениям
в соответствии с полученными данными
принимаем сборный типовой фундамент
марки 2Ф17 высотой H = 105 м. и b = 17 м.
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА
Так как прочностные характеристики грунта (с и j) определялись по таблицам приложения 1 [3] то k = 11. b = 18м 10м значит KZ = 1.
С учетом рекомендаций [3] по применению формулы (2.8) для нашего случая db = 0 м т. к. ширина подвала В > 20 м.
Вычислим расчетное сопротивление грунта по формуле (2.8).
Фактическое максимальное давление под подошвой фундамента найдем по формуле (2.14) без учета веса фундамента и грунта над ним:
Расчет показывает что принятые в результате первой попытки размеры не удовлетворяют условию R .
Расчет показывает что принятые в результате второй попытки размеры не удовлетворяют условию R .
По результатам расчета проверяется условие (2.7).
Как видно из расчетов третьей попытки при b = 21 м условие R выполняются.
По конструктивным соображениям в соответствии с полученными данными принимаем сборный типовой фундамент марки 2Ф21 вес фундамента равен 535 т = 535кН (таблица 8П) [1].
По принятым размерам фундамента определяется его объем Vf и вес:
Вес грунта на ступенях фундамента равен
Т. к. при меньших размерах b условие R не выполняется то в дальнейшем расчете принимаем b =21 м при котором условие R выполняется с запасом.
Определение осадок фундаментов
Расчет осадок по деформациям производится исходя из условия:
где S – величина совместной деформации основания и здания (сооружения) определяемая расчетом см.;
Su – предельно допустимая величина совместной деформации основания и здания (сооружения) устанавливаемая по таблице приложения 4 [3] см.
Напряжение zg на уровне i-того слоя определяется как сумма напряжений от отдельных слоев: (2.17)
dn – глубина заложения фундамента от уровня поверхности природного рельефа.
Осадка основания методом послойного суммирования определяется по формуле:
где – безразмерный коэффициент равный 08;
- среднее значение дополнительного вертикального напряжения в i-ом слое грунта равное полусумме указанных напряжений в Zi-1 и нижней Zi границах слоя по вертикали проходящих через центр фундамента
E – модуль деформации
n – число элементарных слоев на которые разбита сжимаемая толща основания.
Вычислим осадку фундамента (сечение А-А)
Вычислим осадку фундамента (сечение Б-Б)
Высота элементарных слоев hi≤ 04b (b= 21 м – ширина фундамента) hi≤ 084 м.
Все вычисления выполним в табличной форме (табл. 2.3). По полученным данным построим эпюры zg 02zg zp. (см. графическую часть1).
По табл. [3] для многоэтажного бескаркасного здания с несущими стенами из кирпичной кладки без армирования величина предельно допустимой осадки Su=10 см. Определенная расчетом осадка (табл. 2.3) равна S=23 см.
Таким образом S=23 Su=10 см. Следовательно основное условие расчета по второй группе предельных состояний удовлетворяется.
№ подош-вы i-го слоя
Гидроизоляция фундаментов и стен здания
Отвод поверхностных вод от стен здания обеспечивается устройством вокруг него тротуара. Тротуар выполнен из тротуарной плитки на цементно-песчанном растворе. Ширина тротуара составляет 1 м уклон – 002 от здания.
Гидроизоляция предназначается для обеспечения водонепроницаемости сооружений а также защиты от коррозии и разрушения материалов фундаментов и подземных конструкций при агрессивности подземных вод.
Для предохранения от капиллярной влаги по выровненной поверхности всех стен на высоте 20 см от верха тротуара предусматривается горизонтальная гидроизоляция из изопласта. Горизонтальная гидроизоляция предусматривается также в составе пола подвала и в стаканах колонн.
Для защиты с боков фундамента предусматривается вертикальная гидроизоляция – обмазка горячим битумом за 2 раза. Также устраивается горизонтальная гидроизоляция.
В части здания с подвалом уровень грунтовых вод находится на уровне отметки пола подвала на поэтому применяется дополнительная оклеечная гидроизоляция. Для удержания гидроизоляции в проектном положении ее прижимают заделанными в стены железобетонными плитами. Для предупреждения разрывов гидроизоляционного ковра вследствие неравномерных осадок фундаментов и пола подвала между ними устраиваются деформационные компенсаторы в виде петли ковра располагаемые в специальном коробе с битумом.
Проектирование свайных фундаментов
Выбор типа конструкций и размеров свай и ростверка
Вид свайного фундамента – свайные кусты.
Тип свайного ростверка – заглубленный.
По характеру работы свай – висячие.
По условиям изготовления – предварительно изготовленные.
По материалу – железобетонные.
По форме поперечного сечения – квадратного сечения.
Глубина заложения ростверка
Расчёт ведём по третьей скважине.
В данной части здания предусматривается подвал поэтому глубину заложения ростверка определим по формуле: dр=hподв.+hп+hр.-hпл =34 +1 – 04=4 м
В данной части здания предусматривается подвал поэтому глубину заложения ростверка определим по формуле: dр=hподв.+hп+hр.-hпл =34 +1 – 04=4 м (4.1)
Сопряжение сваи с ростверком – шарнирное с заделкой головы сваи в ростверк на глубину 01м.
Т. к. еа = еб = 0 то заделка выпусков арматуры в ростверк необязательна.
Длина сваи размеры ее поперечного сечения
При заданных грунтовых условиях и найденной нагрузке на фундамент следует принимать в качестве несущего слоя суглинок тугопластичный (5-й слой).
В качестве расчетной примем сборную железобетонную сваю марки C 8-30 длиной L=8 м с размером поперечного сечения 30 см и длиной острия l=025 м.
В качестве расчетной примем сборную железобетонную сваю марки C 8-35 длиной L=8 м с размером поперечного сечения 35 см и длиной острия l=03 м.
Сваи погружаем с помощью дизель молота.
Определение несущей способности отдельной сваи по грунту
Несущая способность висячих свай работающих на вертикальную нагрузку определяется как сумма расчетных сопротивлений грунтов под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности.
В практическом методе [4] определение несущей способности сваи выполняется по формуле:
где γс - коэффициент условий работы сваи в грунте принимаемый равным 1;
R – расчетное сопротивление грунта расположенного под нижним концом сваи кПа (тсм2) принимаемое по [4 табл.1] с учетом пояснения к ним;
А – площадь опирания сваи на грунт м2 ;
u – наружный периметр поперечного сечения сваим;
γсR γсf – коэффициенты условий работы грунтов расположенных под нижним концом и на боковой поверхности сваи учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетное сопротивление грунта и принимаемые по [4 табл. 3].
Найдем несущую способность одиночной висячей сваи.
Площадь поперечного сечения сваи А=03·03= 009 м2 периметр u=03·4=12 м. Глубина погружения сваи от уровня планировки 12 м.
По табл. 2П [5] для суглинка тугопластичного и глубине погружения сваи равной 12 м интерполируя находим расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи: R=2392 кПа.
По табл. 4П [5] для свай погружаемых с помощью дизель молотов находим значения коэффициентов условий работы грунта: γсR=10 под нижним концом сваи и γсf=10 по боковой поверхности.
Толщину грунта прорезаемого сваей разбиваем на слои толщиной не более 2 м.
Для первого слоя при средней глубине расположения z1=4200 м для песка гравелистого плотного f1=70 кПа. Для второго слоя при средней глубине расположения z2=5400 м для суглинка тугопластичного f2=287кПа. Для третьего слоя при средней глубине расположения z3=7400 м для суглинка тугопластичного f3=3106кПа. Для четвёртого слоя при средней глубине расположения z4=9400 м для суглинка тугопластичного f4=323кПа. Для пятого слоя при средней глубине расположения z4=11200 м для суглинка тугопластичного f5=3342кПа.
Определим несущую способность сваи по формуле (4.2):
Для дальнейшего расчета с целью обеспечения надежности и безопасности работы конструкции принимается уменьшенное значение несущей способности называемое расчетной несущей способностью или грузоподъемностью сваи.
Она определяется по формуле:
γk – коэффициент надежности принимается равным 14.
Площадь поперечного сечения сваи А=035·035= 01225 м2 периметр u=035·4=14 м. Глубина погружения сваи от уровня планировки 12 м.
Определение количества свай
Число свай в фундаменте определяется исходя из предположения что ростверк обеспечивает равномерную передачу нагрузки на все сваи расположенные в кусте или в свайном ряду. Необходимое число свай п в кусте или на 1 м длины ленточного фундамента определяют по формуле:
где N01 - расчетная нагрузка на куст кН (тс) или на 1 м длины ленточного фундамента кНм (тсм) от веса здания или сооружения;
γk – коэффициент надежности принимаемый в соответствии с требованиями [4 п.3.10] в зависимости от способа определения несущей способности сваи. При расчете практическим методом по формуле (3.2) принимать γk =14.
Конструирование свайного ростверка.
Принимаем высоту ростверка такой как она была назначена конструктивно первоначально т.е. hр=1 м.
Сваи располагаются в углах ростверка.
Тогда согласно формуле (2.9) квадратный
ростверк в плане будет иметь размеры
l=b=a(np-1)+d+2r=09 (2-1)+03+02=
Сваи располагаются в шахматном порядке. Расстояние между диагоналями сечений свай приняты 3d cos450= а=cos450*3d*2= м.
l=b=a(np-1)+d+2r=1485 (2-1)+035+035=
Определение расчетной нагрузки на сваю и проверка условия прочности свай по грунту
Определим расчетную нагрузку на сваю. Коэффициент надежности по грунту для первой группы предельных состояний γf=11.
Найдем вес ростверка:
Vр=14*14*045-01*09*09+055*0175*065*4+0175*0175*065*4+(055*065*0075*4)2=12м3
Вес грунта располагающегося на ростверке:
Vg =09*025*055*4+025*025*055*4=06 м3.
NgI=11*06*1154=8 кН.
Расчетная нагрузка (сила):
Nd=N01+NpI+NgI=1187 +32 +8=1227кН.
Согласно действующим нормам [4]
фактическая действующая нагрузка на каждую сваю
должна быть меньше расчетного значения:
где N – расчетная (фактическая) нагрузка
передаваемая на сваю тс.
Vр=22*22*045-01*09*09+055*0175*065*4+0175*0175*065*4+(055*065*0075*4)2=25м3
Vg =09*065*055*4+065*065*055*4=22 м3.
NgI=11*22*1154=28 кН.
Nd=N01+NpI+NgI=2014 +66 +28=2108кН.
N = 21085 = 4216 кН
Расчет свайного фундамента по деформациям
Для определения размеров условного фундамента вычислим осредненный угол внутреннего трения основания прорезаемого сваей по формуле:
где φIImt – осредненное расчетное значение угла внутреннего трения определяемого по формуле
где φIIi – расчетные значения углов внутреннего трения град для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной hi.
Осредненный угол внутреннего трения будет равен:
Найдем ширину условного фундамента по формуле:
где b – расстояния между наружными гранями крайних свай по поперечным осям
h – глубина погружения свай в грунт считая от подошвы ростверка м.
by=12+2·8·tg575=281 м.
Ay = 79 м2Vу = 79*(8+1) = 711 м3
Vс = 03*03*8*4 = 288 м3
Vg = Vy - Vc – Vp = 711 – 288 – 12 = 6702 м3
Определим вес свай имея ввиду что вес сваи C 8-30 равен 181 тс NcII=724 кН.
Вес грунта условного фундамента с учетом взвешивающего действия воды:
NgII= 1*6702*107=717кН.
Нормативная нагрузка от веса ростверка NpII=32 12=27кН.
Среднее давление под подошвой условного фундамента определяется по формуле:
где NOII – расчетная нагрузка по второй группе предельных состояний от веса надземных частей здания или сооружения;
NcII NpII NgII – расчетные нагрузки по второй группе предельных состояний соответственно от веса свай ростверка и грунта в объеме условного фундамента тс;
R – расчетное сопротивление грунта тсм2 расположенного под подошвой условного фундамента определяемое в соответствии с требованиями второй группы предельных состояний по формуле (2.7) при значения d=dy и b=by.
Предварительно найдем значения всех величин входящих в эту формулу с учетом размеров здания и свойств грунтов.
По [3 табл. 4] при j n=22° находим Мг =061 Mq =344 Мс=604.
Так как прочностные характеристики грунта (с и j) определялись по таблицам приложения 1 [3] то k = 11. b = 281м 10м значит KZ = 1.
Толщина грунта со стороны подвала равна 87 м толщина конструкции пола подвала - 03 м расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала примем 22 кНм3. Из этого следует
Определим среднее давление под подошвой условного фундамента по формуле (3.14):
R=82915 кПа≥ Р=229 кПа
Окончательно принимаем сборную железобетонную сваю марки C 8-30 длиной L=8 м с размером поперечного сечения 30 см и длиной острия l=025 м.
by=1835+2·8·tg575=345 м.
Ay = 119 м2Vу = 119*(8+1) = 1071 м3
Vс = 035*035*8*5 = 49 м3
Vg = Vy - Vc – Vp = 1071 – 49 – 25 = 997 м3
Определим вес свай имея ввиду что вес сваи C 8-35 равен 246 тс NcII=123 кН.
NgII= 1*123*107=1316кН.
Нормативная нагрузка от веса ростверка NpII=66 12=55кН.
Так как прочностные характеристики грунта (с и j) определялись по таблицам приложения 1 [3] то k = 11. b = 345м 10м значит KZ = 1.
R=83552 кПа≥ Р=267 кПа
Окончательно принимаем сборную железобетонную сваю марки C 8-35 длиной L=8 м с размером поперечного сечения 35 см и длиной острия l=03 м.
Список используемой литературы
ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. – М.: Госстандарт 1996. – 25с.
СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. – М.: ГУП ЦПП 2000. – 48с.
СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. – М.: Стройиздат1986. – 45с.

AutoCAD 2007.dwg

Курсовая работа по основаниям и фундаментам
Здание отделения химического
План строительной площадки
План ростверка и свай
Бетонная подготовка В7.5 -100мм
Выравнивающая затирка из
Защитная стяжка из цементно-
песчаного р-ра -20мм
Песчанная подготовка
слоя толя или гидроизола
Монолитный ростверк под колонны
Оклеечная гидроизоляция