Проектирование железобетонного фундамента стаканного типа, свайного типа и ленточного типа

Стакан, сваи, ленточный фунд..dwg

Монолитный участок 60х2100
Ось стойки и фермы должна совпадать
Кран мостовой Qл=50тонн.
Кран мостовой Qп=50тонн.
Схема расположения элементов фундаментов
Схема к расчету осадки фундамента Ф1
Схема расположения элементов фундамеетов
фундамент мелкого заложения
Развертка ленточного фундамента по оси А1
Спецификация на фундамент Ф1
Спецификация на развертку ленточного фундамента
Монолитный участок МУ1
В настоящем курсовом проекте разработаны фундаменты крайнего левого ряда 2. В настоящем курсовом проекте разработаны фундаменты отдельно стоящие
ленточные и свайные. 3. Фундамент Ф1 выполнен для варианта мелкого заложения
ФС1 - для варианта свайного фундамента. 4. По результатам инженерно-геологических изысканий грунты строительной площадки представлены ИГЭ-1 Супесь желто-бурая (p=1
ИГЭ-2 Суглинок темно-серый (p=1
С=23кПа). 5. Верхний плодородный слой при планировке срезается и в дальнейшем используется для рекультивации. 6. Фундаменты по осям А1
в данном курсовом проекте не рассчитывались и показаны условно. 7. Во избежание опрокидывания стены подвала в период строительства
засыпку пазух котлована грунтом следует производить после устройства перекрытия над подвалом. 8. За относительную отметку 0.000 принят уровень чистого пола цеха. 9. Оптимальным является фундамент мелкого заложения.
Разработка оснований и
фундаментов промышленного цеха

Стакан, сваи, ленточный фунд..docx

Общее положение по проектированию3
1Анализ местных условий строительства3
2.Анализ технологического назначения и конструктивного решения здания5
Проектирование железобетонного фундамента стаканного типа под сборную железобетонную колонну промышленного здания7
1.Выбор глубины заложения7
2.Определение размеров подошвы фундамента9
3.Определение размеров фундамента .. 13
4. Расчет осадки основания фундамента . 15
Проектирование ленточного фундамента здания АБК под стену с подвалом .16
1 Проектирование ленточного фундамента в стадии завершенного строительства 18
2. Проверка ленточного фундамента в стадии незавершенного строительства 20
Проектирование фундамента из забивных свай под колонну промышленного здания .22
1. Выбор вида сваи и определение её размеров .. 25
2.Определение несущей способности сваи ..26
3.Размещение сваи под ростверком и проверка нагрузок .. .30
4.Расчет осадки основания свайного фундамента 33
Проектирование фундамента из забивных свйн под плиточным ростверком . 35
1.Выбор вида сваи .. 37
2.Определение несущей способности сваи.. .39
3.Размещение сваи под ростверком и проверка нагрузок ..40
4.Расчёт осадки основания свайного фундамента ..40
Список использованных источников .41
Общее положение по проектированию
1. Анализ местных условий строительства
Место строительства – город Тула. По СП 131.13330.2020 «Строительная климатология» Тула относится к III снеговому району. С расчетным значением снегового покрова Sg = 1.5 кПа.
По давлению ветра Тула относится к I району со средней скоростью ветра V = 5 мс. Сумма абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму для Тулы Мt = 41.3 С. Средняя температура января – - 19.9С
В результате проведенных инженерно-геологических изысканий установлен геолого-литологический разрез грунтовой толщи:
слой №1 (от 0 до 04 м.) - почвенно-растительный;
слой №2 (от 04 м. до 10. м.) – супесь желто-бурая.
слой №3 (от 100 и до разведанной глубины 190 м.) – суглинок тёмно-серый.
Подземные воды не встречены до глубины 190 м. Их подъем не прогнозируется.
Статистический анализ грунтов выделил в толще грунта инженерно-геологические элементы (ИГЭ). Слой №1 объединяем со слоем №2 в один инженерно-геологический элемент ИГЭ-1 от поверхности до глубины 10 метров т.к. слой №1 будет прорезан фундаментами.
Ниже находится суглинок темно-серый ИГЭ-2 глубину распространения которого принимаем от 100 м. до разведанной глубины 190 м. Физико-механические характеристики грунтов представлены в табл. 1.
Физико-механические характеристики грунтов
Классификация грунтов по ГОСТ 25100-2020
ИГЭ-1. Число пластичности:
JP = (WL - WP)*100% =(020-015)*100% = 5%. Грунт супесь.
Показатель текучести:
здесь Wp и WL- влажность грунта на границах текучести и раскатывания (верхней и нижние границах пластичности) выраженные в процентах.
Расчетное сопротивление R0 определяем в зависимости от IL и е.
Расчетное сопротивление R0 = 250 кПа.
ИГЭ-2. Число пластичности:
JP = (WL - WP)*100% = (03-018)*100%=12%. Грунт глина.
Расчетное сопротивление R0 определяем по приложению 25[1] в зависимости от IL и е.
Т.к. грунты не обладают специфическими свойствами в районе строительства не ожидается проявления опасных инженерно-геологических процессов оба ИГЭ имеют значение R0> 150 кПа то следовательно оба слоя могут служить в качестве естественного основания.
2. Анализ технологического назначения и конструктивного решения здания
Необходимо запроектировать фундаменты для одноэтажного двухпролетного цеха относящегося ко II классу ответственности. В каждом пролете расположены по два мостовых крана грузоподъемностью по 30 тонн. Коэффициент надежности по ответственности согласно СП 22.13330.2016 для II класса γn = 10. Режим работы кранов 7К. Технологическое оборудование и заглубление помещения не оказывают влияния на фундаменты. Среднесуточная температура воздуха в помещении примыкающем к наружным фундаментам цеха в зимней период равна 20° С. Нагрузки на полы цеха вблизи колонн крайнего ряда отсутствуют.
Проектируемое одноэтажное производственное здание с полным железобетонным каркасом. Предельная осадка для такого здания Su = 8 см предельный крен не нормируется. Предельный относительный эксцентриситет приложения равнодействующей в подошве фундамента u = 16. Конструктивная схема здания - гибкая. Полы в цехе - бетонные по грунту.
Фундамент проектируется под типовую сборную двухветвевую колонну крайнего ряда с размерами bс х lс = 500 х 1000 мм. отметка пяты колонны -1050 шаг колонны 6 м. Нагрузки на фундамент определены в результате статического расчета рамы в невыгодных сочетаниях нагрузок. Результаты определения нагрузок в различных сочетаниях даны в таблице 2.
Нагрузка на обрез фундамента
Группа предельного состояния в которой используются нагрузки
На фундамент передается нагрузка от кирпичной стены толщиной b=038 м. и высотой Hст=129+ 12+015 = 1425 м. рассчитаем вес стены:
γ = 18 кНм3 - удельный вес кирпичной кладки;
Кn = 0.85 - коэффициент проёмности;
γn = 10- коэффициент надежности по назначению.
Проектирование железобетонного фундамента стаканного типа под сборную железобетонную колонну промышленного здания
1. Выбор глубины заложения
Глубина заложения фундамента d из условия прорезки почвенно-растительного слоя должна быть больше 08 м (d > 05 м). Нормальная глубина сезонного промерзания: где:
- d0 - величина принимаемая для суглинка- 028.
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта:
где Кh - коэффициент учитывающий температуру воздуха в помещении примыкающем к наружным фундаментам в зимний период. Принимаем по СП 22.13330.2016 (Таблица 5.2).
Из конструктивных требований к заделке двухветвевой колонны в стакан при lc12м. высота фундамента определяется по формуле:
dc = 105-015 = 09 м
hf≥dc+hg +005 = 09+02 + 005 = 115 м.
где dc - глубина заделки колонны в фундамент;
hg - расстояние от дна стакана до подошвы фундамента принимаемое не менее 02 м.
lc – длинна сечения колонны.
5 – расстояние между торцом колонны и дном стакана назначаемое для возможности рихтовки колонны при монтаже м.
Из трех полученных значений принимаем максимальное округленное до ближайшего большего кратно 03 м при этом учитываем что минимальная высота фундамента принимается 15 м. Для данных условий принимаем глубину заложения d= 15 м.
Рис. 1. Схема проектируемого фундамента под крайнюю колонну цеха
Рис. 2. Схемы к формированию габаритов фундаментов
2. Определение размеров подошвы фундамента
Размеры подошвы фундамента определяют исходя из расчета основания по деформациям. Площадь подошвы фундамента в первом приближении:
где NII- сумма всех вертикальных нагрузок в обрезе фундамента для расчетов по II группе предельных состояний кН;
NII = NIIмах + G1 = 1113 + 837 = 1950 кН.
Ro- табличное значение расчетного сопротивления грунта кПа;
γmt ~ среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах; принимаемое в инженерных расчетах равным 20 кНм3;
d - принятая глубина заложения фундамента.
Для прямоугольных фундаментов размеры подошвы назначают из соотношения:m= bl = 06 085.
Принимаем l=4.2 м. b=3 м. Фактическая площадь А = 4.2 * 3 = 12.6 м2.
Установим форму эпюры давлений в подошве фундамента обусловленную эксцентриситетом и сравним ее с допустимой: . =ai Находим нагрузки в подошве фундамента и эксцентриситет относительно точки О1:
Для первого сочетания нагрузок:
Gf - суммарный вес грунта действующий на фундамент его уступы и подготовки под полы;
Gf = b·l(hf + 0.15) · ymt=4.2·3·(15 +015) ·20 = 416 кН.
Рассчитываем относительный эксцентриситет:
По первому сочетанию усилий эксцентриситет не превышает допустимый.
Для второго сочетания нагрузок:
По второму сочетанию усилий эксцентриситет не превышает допустимый.
В обоих случаях поэтому размеры подошвы фундамента не изменяются и смещение центра тяжести подошвы фундамента относительно оси колоны О1 не производим.
3. Определение размеров фундамента
Расчётное сопротивление грунта основания определяется по формуле:
где γcI γсII - коэффициенты условий работы по приложению 26 [1];
Кz - коэффициент зависящий от ширины подошвы фундамента (Кz=1 при b10)
Mγ Mq Mc - коэффициенты принимаемые по приложению 26 [1] в зависимости от угла внутреннего трения (для ; Mγ = 066; Mq = 365 Mc = 6.24.
усредненное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента. =17 кНм3
усредненное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента; =17 кНм3
d1 –глубина заложения фундамента;
СII –значение коэффициента удельного сцепления.
Давление в подошве фундамента для первого сочетания:
Давление в подошве фундамента для второго сочетания:
Размеры фундамента считаются подобранными удачными если хотя бы в одном из условий отклонения составляют:
- перенапряжение ≤ 5 %; - недонапряжение ≤ 10 %
Рассчитываем недонапряжение по наиболее невыгодному сочетанию:
Проверка выполняется. Окончательно принимаем размеры 2.7 х 38 м
4. Расчет осадки основания фундамента
Подобранные ранее размеры подошвы фундамента должны удовлетворять условию расчета основания по деформациям
S-совместная деформация основания и сооружения определяемая расчетом;
Su- предельное значение совместной деформации основания и сооружения которое принимается согласно СП 22.13330.2016. Su=10см.
Сначала разбиваем основание ниже подошвы фундамента на элементарные слои hi=04b=04·27 =108 м. Принимаем hi=108 м. Таких слоев в пределах ИГЭ-1 принимаем 8 слоев.
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента (z = 0) определяют по формуле:
где γII- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента кНм;
d - глубина заложения фундамента от уровня планировки при срезке грунта м.
Вертикальные напряжения от собственного веса грунта zg на границе
слоев расположенных на глубине z от подошвы фундамента находят по следующей формуле:
Где γIIi hi- соответственно удельный вес kHм3 и толщина i-го слоя грунта м.
К расчету осадки основания столбчатого фундамента Таблица 3
Определим осадку фундамента:
Расчетное значение осадки основания свайного фундамента меньше предельного:
S = 350 см Su = 10 см.
Условие расчета основания по деформациям выполняется.
5. Конструирование фундаментов
Толщина стенки стакана в плоскости действия момента (вдоль оси ОХ) dg ≥ 02· из плоскости момента не менее 150 мм. Тогда размеры подколенника с учетом размеров колонны толщины стенок стакана и принятых зазоров в плане luc и buc должны составлять:
buc ≥ bc + 2dg + 015 = 05+2015+015=095 м.
С учетом модуля 300 мм 1uс = 18 м buc = 12 м.
Предположим что плитная часть фундамента состоит из одной ступени высотой hi = 03 м. Рабочая высота нижней ступени при защитном слое бетона 40 мм и диаметре арматуры 20 мм. Рабочая высота сжатой ступени:
h01 = h1 - = 03 - (004+001) = 025 м.
Находим максимальное давление в плоскости действия момента.
Определим максимальное давление:
????????????????????3 =
Для четвертого сочетания нагрузок:
????????????????????4 =
????????????????????
Определяем допускаемый вынос нижней ступени Сl = ho1·K
где К - определяется по таблице 2.2 [1] в зависимости от конфигурации фундамента класса бетона = В20 и Рmax.
Так как b - buc 2h01= 27 - 12 = 15> 2025 = 05 то коэффициент К принимаем по четвертой схеме.
При ????????????????????3 = кПа и классе бетона В15 К = 24.
Сl = 025255 = 0637 м
Определяем фактический вынос нижней ступени вдоль стороны l:
С1l = (l - luc)05 = (36-18)05 = 09 м 0637 м
Следовательно вдоль стороны l нужна дополнительная ступень размером 03м х 03м. Находим максимально давление из плоскости действия момента
????????3 = == 210 кПа
????????4 = = = 147 кПа
При ????????????????????3 = 210кПа и классе бетона В15 К=3. Тогда С1l = 3025 = 075 м.
Фактический вынос нижней ступени вдоль стороны b будет
C1 = (b - buc)05 = (27 - 12) 05 = 075 ≤ 075 м
Следовательно вдоль стороны b ступени не требуется.
6. Расчет на продавливание колонной дна стакана фундамента
Этот расчет производится на действие только расчетной вертикальной силы N1c действующей в уровне торца колонны если удовлетворяется следующее условие:
- 095 = 025 05(18 - 1) = 04
Расчетную продольную силу NIc действующую в уровне торца колонны пренебрегая в запас надежности сцеплением колонны с бетоном замоноличивания стакана принимаем действующей в обрезе фундамента и равной максимальной из всех сочетаний нагрузок для расчета по первой группе предельных состояний.
Предполагается что продавливание происходит по боковой поверхности пирамиды меньшим основанием которой служит площадь действия продавливающей силы (площадь дна стакана) а боковые грани наклонены под углом 45о к горизонтали.
Проверка фундамента по прочности на продавливание колонной от дна стакана при действии продольной силы N1c производится исходя из условия:
где - Rbt = 750 кПа - расчетное сопротивление бетона осевому растяжению для класса бетона В15 согласно СП 63.13330.2018.
А0- площадь многоугольника abcdeg м2.
где - hоg - рабочая высота пирамиды продавливания от дна стакана до плоскости расположения растянутой арматуры м;
dp bp lr - глубина и размеры по низу меньшей и большей сторон стакана м.
hоg = 15 – 095 – 005 = 05 м
А0 = 0527(38 – 11 – 205) – 025(27 – 06 – 205)2 = 200 м2
bm = 06 + 05 = 11 м
Условие соблюдается следовательно прочность дна стакана на продавливание колонной обеспечена.
7. Определение сечений арматуры плитной части фундамента
Определяем количество рабочей арматуры вдоль длины подошвы в плоскости действия момента сразу на всю ширину подошвы. Вычисляем эксцентриситет:
При вычислении эксцентриситета применено более невыгодное в данном случае третье сочетание нагрузок так как Pl max3 = 353 кПа > Рl max4 = 210 кПа.
Расчетные сечения принимаем по граням подколонника и колонны;
Вылет консолирабочая высота h01 = 025м.
Момент от реактивного давления грунта:
Площадь арматуры класса A400 при Rs = 350000кПа
h0j- рабочая высота рассматриваемого сечения м
j - коэффициент зависящий от расчетного момента расчетного сопротивления бетона на сжатие размера (ширины) сжатой зоны в рассматриваемом сечении рабочей высоты. Допускается принимать = 09.
Вылет консолирабочая высота h02 = 055м.
Вылет консолирабочая высота h03 = 145м.
Определяем количество стержней: nl = = = 125 = 13Из трех значений Asl выбираем наибольшее Аsl = . Назначаем шаг рабочих стержней 200 мм. На ширину подошвы b = 27 м укладывается 13 стержней. Расчетный диаметр одного стержня:
Принимаем диаметр равный 18 мм. А400 1318мм Аsfact = 3308 см2 – удовлетворяет условию Аsfact = 3308 см2 > Аsl = 33 см2.
При вычислении эксцентриситета применено более невыгодное в данном случае третье сочетание нагрузок так как P4 = 127 кПа Р3 = 193 кПа.
Вылет консолирабочая высота h'01 = h02 -d1=025-0018 = 00045 м.
j - коэффициент зависящий от расчетного момента расчетного сопротивления бетона на сжатие размера (ширины) сжатой зоны в рассматриваемом сечении рабочей высоты. Допускается принимать = 09. не учитываем.
Вылет консолирабочая высота h'02 = h03 -d1=145-0018=1432 м.
Определяем количество стержней: nb = = = 18Из трех значений Asl выбираем наибольшее Аsl = 28 см2. Назначаем шаг рабочих стержней 200 мм. На ширину подошвы l = 38 м укладывается 18 стержней. Расчетный диаметр одного стержня:
Принимаем диаметр равный 8 мм. А400 188мм Аsfact = 905 см2 – не удовлетворяет условию Аsfact = 905 см2 > Аsl = 28 см2. Тогда принимаем диаметр равный 8 мм - минимальный диаметр рабочей арматуры сеток подошв принимается равным 10 мм вдоль стороны l=3 м и 12 мм при l > 3 м.
Марку сетки подошвы фундамента записываем следующим образом:
где 2С-обозначение сетки с рабочей арматурой в двух направлениях (при 1С-рабочая арматура в одном направление);
– диаметр продольных и поперечных стержней с указанием класса арматурной стали;
5 × 355 – ширина и длина сетки см;
75 – выпуски продольных и поперечных стержней
Проектирование ленточного фундамента здания АБК под стену с подвалом.
1. Проектирование ленточного фундамента в стадии завершенного строительства.
Требуется запроектировать сборный сплошной ленточный фундамент под наружную продольную стену административно-бытового корпуса. Производим сбор нагрузок по СП 20.13330. 2016. Здание 5-этажное стены кирпичные толщиной b1 = 064 м удельный вес кладки 18 кНм2.
Определяем нагрузки для расчетов по деформациям в уровне планировки.
- длина расчетного участка стены принимаемая 1 м.п.;
- расстояние в свету между стенами.
Постоянные нагрузки:
N1=l1·b1·H·γ1·kп·γf =1·064·162·085·18·11 = 1745 кНм
Вес междуэтажных перекрытий:
N2=Aгр·q2·n·γf = 28·3·5·11 = 462 кНм
N3=Aгр·q3·γf = 28·5·11 = 154 кНм
Временная длительная нагрузка от весе перегородок:
N4=Aгр·q4·n = 05·28·5 = 7 кНм (q4=05кПа)
Кратковременная нагрузка на перекрытие:
N5= Aгр·q5·n =28·07·5=98 кНм
Расчетная значение снеговой нагрузки:
N6= Aгр·q6· γf =28·1*0.735 = 21 кНм
Q6=S0*0.7=1.05*0.7=0.735 кНм
Суммарная вертикальная нагрузка на один погонный метр в уровне низа перекрытия над подвалом:
NII=N1+N2+N3+·(N4+N5+N6) где -коэффициент сочетания
NII=1745+462+154+095·(7+98+21) = 2541 кНм.
Отдельно определяем вертикальную нагрузку от перекрытия над подвалом:
N1= Агр*q2 + (Агр* q4 + Агр* q5) = 28*3 + 095(28*05 + 28*07) = 116 кНм.
Эксцентриситет приложения нагрузки:
Момент от перекрытия над подвалом:
MI = N1*e1 = 116*026 = 302 кНм.
где N1 - вертикальная нагрузка от перекрытия над подвалом включая собственный вес перекрытия нагрузку от перегородок и нагрузку на перекрытие кН;
e1 - эксцентриситет приложения нагрузки N1 м.
где с - длина заделки плиты в стену принимаемая не менее 012 м.
3. Выбор глубины заложения
Из конструктивных соображений (обеспечение проектной высоты подвала) отметку подошвы фундамента назначаем - 3.60 . Тогда:
- при высоте фундаментной плиты 03 м и высоте каждого из пяти рядов фундаментных блоков по 06 м перекрытие над подвалом укладывается на верхний блок;
- условие недопущения выпора грунта из-под подошвы фундамента соблюдается так как hs + hsf = 06м > 05м;
- глубина заложения фундамента d равная 315 м превышает расчетную глубину сезонного промерзания грунта значит условие недопущения сил морозного пучения грунта под подошвой фундамента соблюдается;
- основанием фундамента будет служить супусь твердая (ИГЭ-1) с расчетным сопротивлением грунта R0 = 250кПа.
4. Определим предварительное значение ширины подошвы ленточного фундамента
м; Принимаем 1.4 м (ФЛ 14. 24).
К определению ширины фундамента
Выбираем марку ж.б. фундаментной плиты ФЛ 14.24.
шириной b = 14 м l = 24 м.
Вычислим уточненное расчетное сопротивление грунта:
где - коэффициенты условий работы по 20.13330.2016
b - ширина подошвы фундамента м;
- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента кНм3. =17 кНм3
- то же залегающих выше подошвы; =17 кНм3
Сll- расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента кПа. Сll=14 кПа.
В этой формуле приведенная глубина заложения фундамента от пола подвала
-расчетная глубина подвала принимаем 2 м.
где hs =04 м – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны пола подвала
hcf = 02 м – толщина конструкций пола подвала
γcf = 24 кНм³ – расчетное значение удельного веса конструкций пола подвала.
Уточним ширину подошвы фундамента с учетом вычисленного значения R:
Принимаем фундаментную плиту ФЛ 14.24 шириной b = 14 м. высотой hp = 03 м. длиной = 24 м. р = 93 кН.
5. Определение вертикальной нагрузки в уровне подошвы фундамента на один погонный метр длинны.
Вес одного метра стены подвала:
где: b' - ширина стена подвала назначаем из фундаментных стеновых блоков сплошных из тяжелого бетона шириной b' = 04 м. марки ФБС 24.4.6.-Т.
- высота стен подвала: 315-03=285 метров.
Вес одного метра фундаментной плиты:
где Gp lp – соответственно вес и длина фундаментной плиты (прил. 30).
Вес грунта на левом уступе фундаментной плиты:
Усилия от временной нагрузки на внешней стороне фундамента:
-интенсивность односторонней временной нагрузки.
Определим опорные моменты
Выбираем расчетную схему. Для этого проверяем соотношение b’b:
Поэтому принимаем следующую расчетную расчётную схему: стены подвала должна приниматься в виде балки верхний конец которой в уровне низа перекрытия над подвалом шарнирно оперт а нижний конец в уровне подошвы фундамента упруго защемлен.
На уровне подошвы фундамента:
γ"11 - удельный вес грунта обратной засыпки. кНм3; φ’11 - расчетное значение угла внутреннего трения обратной засыпки φ’11= 09 * φ11 = 09 * 23 = 207 hэ - высота эквивалентного нагрузке q слоя грунта
Момент в заделке от действия равномерно распределенной нагрузки
Момент в заделке от действия треугольной нагрузки на участке II
Момент в заделке от веса грунта на уступе фундаментной плиты
Момент в заделке от вертикальной пригрузки на внешней стороне фундамента
Момент в заделке от действия момента М’1приложенного в уровне перекрытия над подвалом
Суммарный момент в подошве фундамента
Значение эксцентриситета приложения равнодействующей относительно геометрической оси подошвы фундамента:
0 ≤025 фундамент рассматривается как внецентренно нагруженный при этом должно выполняться условие:
Величины фактических отклонений давлений от расчетного сопротивления грунта
Условие не выполняется требуется перерасчет. Примем ФЛ 12.24.
Недонагружение составляет 335 % значение является допустимым принимаем марку фундаментной плиты ФЛ 12.24.
6. Проверка ленточного фундамента в стадии незавершенного строительства
Производим проверку фундамента на устойчивость положения конструкции на сдвиг и опрокидывание. Сдвиг фундамента не произойдет если выполняется условие: где:
- ΣFsr и ΣFsa – сумма проекций на плоскость скольжения соответственно расчетных сдвигающих и удерживающих сил.
- γc = 09 - коэффициент условий работы; γn = 115 – коэффициент надежности по назначению.
Сдвигающая сила: ΣFsa=12·5355 = 6426 кНм здесь:
- γf=12 - коэффициент надежности по нагрузке
- - равнодействующая активного бокового давления на стену подвала
Интенсивность активного бокового давления грунта в уровне поверхности планировки по формуле:
Удельный вес обратной засыпки для расчетов по I группе предельных состояний: γI= γII·105=162·105=1701 кНм3;
Высота эквивалентной нагрузке q слоя грунта:
Расчетное значение угла внутреннего трения обратной засыпки:
Интенсивность активного бокового давления грунта в уровне подошвы фундамента по формуле:
Удерживающая сила без учета пассивного давления грунта:
ΣFsr=09·055·5807 = 2874 кНм
- – коэф. трения подошвы фундамента по грунту.=055 (т.к. имеет место быть трение суглинка по сухой поверхности).
Следовательно условие устойчивости фундамента на сдвиг не выполняется.
Производим расчет на опрокидывание относительно грани фундамента:
Сумма удерживающих моментов:
Сумма опрокидывающих моментов:
ΣМsa=12·5355·119 = 7647 кН·м
м - расстояние от подошвы фундамента до точки приложения равнодействующей бокового давления грунта.
Проверка устойчивости фундамента на опрокидывание:
Следовательно условие не выполняется.
Так как условия не выполняются засыпку пазух котлована грунтом следует предусматривать после устройства перекрытия над подвалом.
7. Расчет осадки основания фундамента
Su- предельное значение совместной деформации основания и сооружения которое принимается согласно СП 22.13330.2016. Su=8см.
Сначала разбиваем основание ниже подошвы фундамента на элементарные слои hi =04b=04·12 = 048 м. Принимаем hi = 048 м. Таких слоев в пределах ИГЭ-1 принимаем 8.
=5355+17*048=6171 где
γIIi hi- соответственно удельный вес kHм3 и толщина i-го слоя грунта м.
Осадку основания с использованием расчетной схемы линейно-деформируемого полупространства определяют от действия вертикальных дополнительных напряжений в грунте:
где α- коэффициент принимаемый по приложению 6 [1]; Р - среднее давление под подошвой фундамента кПа.
К расчету осадки основания ленточного фундамента Таблица 4
Условия расчёта фундамента по деформациям выполняется!
Проектирование свайных фундаментов
Нагрузка на обрез фундамента в таблице 2.
На фундамент передается нагрузка от веса стены. Значение определяется по формуле:
1. Выбор вида сваи и определение её размеров
Запроектируем фундамент из забивных железобетонных цельных свай квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой по серии 1.011.1-10 . Размеры поперечного сечения сваи принимаем 30 х 30 см.
Высоту ростверка назначаем 15 м. Тогда при отметке планировки -0150 отметка подошвы будет -1650 а толщина дна стакана 05м что больше минимальной равной 025. Сопряжение ростверка со сваями жесткое выполнено путем заделки свай в ростверк на 500 мм. Из них 400 мм составляют на выпуски арматуры а 100 мм непосредственная заделка. Тогда условная отметка головы сваи будет -1150.
Отметку острия сваи назначаем в зависимости от грунтовых условий строительной площадки. В качестве несущего пласта выбираем ИГЭ-2 глина темно-серая кровля которого находится на уровне земли 00м. отметка которой -0150 м. Сваи заглубляем в этот слой на 1 м в слой ИГЭ-2 суглинок тёмно-серый т.е длина сваи должна быть Lсв = (10-150) + 05 + 1 = 10 м => 11 м.
Lсв.раб = 11- 05 = 105 м
Выбираем длину сваи 11 м марки С110.30 массой 250 т. тогда отметка нижнего конца сваи будет -1215 м.
Так как свая опирается на глинистые грунты то она считается висячей.
2. Определение несущей способности сваи
Несущей способностью сваи Fd называется расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи. Это максимальное усилие которое может воспринять свая без разрушения грунта контактирующего с ее поверхностью.
где γс- коэффициент условий работы сваи в грунте принимаемый γс =1;
R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи R = 10980 кПа;
А - площадь опирания сваи на грунт 03 х 03 = 009 м2;
U- наружный периметр поперечного сечения сваи U= 4 х 03 = 12 м;
hi толщина i-го слоя грунта м.
γcR γcf- коэффициенты условий работы грунта соответственно под
нижним концом и на боковой поверхности сваи учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетное сопротивление грунта. γcR=1; γcf=1.
Для определения fi грунт на боковой поверхности сваи разделяем на однородные слои толщиной не более 2 м. Находим среднюю глубину расположения слоя грунта (zi). В зависимости от показателя текучести суглинка (JL=-02) определяем значения расчетных сопротивлений грунта на боковой поверхности:
h1=20 м z1=25 м f1= 45 кПа
h2=20 м z2=45 м f2= 55 кПа
h3=20 м z3=65 м f3= 59 кПа
h4=20 м z4=85 м f4= 64 кПа
h5=06 м z3=98 м f3=65 кПа
h6=19 м z4=1105 м f4=66 кПа
3. Размещение сваи под ростверком и проверка нагрузок
Определяем нагрузку допускаемую на сваю.
где: - γf - коэффициент надежности учитывающий точность метода определения несущей способности одиночной сваи; при определении Fd расчетом значение принимается равным 14.
Количество свай в кусте в первом приближении:
где -максимальная для всех сочетаний сумма расчетных вертикальных нагрузок в обрезе фундамента кН;
G1r- расчетный вес ростверка приближенно равный: .
Принимаем 4 сваи и располагаем их в два ряда.
Расстояние между осями свай назначаем минимальными 3bp=303=09м.
Определим нагрузку в подошве ростверка в обоих сочетаниях для расчета по первой группе предельных состояний. Вертикальная нагрузка Nd1 складывается из веса стены ростверка и вертикальной силы от колонны а момент MYI – из момента то веса стены момента от колонны и момента от горизонтальной силы Q приложенной в обрезе ростверка. ; ;
Уточненный вес ростверка:
где: - - коэффициент надежности по нагрузке равный 11 (постоянные нагрузки)
- - соответственно длина ширина подошвы и высота ростверка м.
- - среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах принимаемое в инженерных расчетах равным 20 кНм3.
Нагрузки для 34 сочетания:
где Ndi Myi – соответственно расчетная сжимающая сила кН и расчетный изгибающий момент по абсолютному значению кН относительно оси ОY плана свай в плоскости подошвы ростверка.
γfGI + NI3 +GIr = 1232 + 11·837 + 104 = 2257 кН.
9 + 11·837 + 104 = 1614 кН
В соответствии со СП фактическому нагружению необходимо добавить собственный вес сваи с коэффициентом надежности по нагрузке γf=11.
Наибольшая из максимальных фактических нагрузок на сваю в обоих сочетаниях составляет 9965 кН. Рассчитываем недогруз сваи:
условие не выполняется требуется перерасчет поэтому уменьшим сваю на 1 м:
h6=09 м z4=1055 м f4=66 кПа
Принимаем 4 сваи в 2 ряда.
Наибольшая из максимальных фактических нагрузок на сваю в обоих сочетаниях составляет 94408 кН. Рассчитываем недогруз сваи:
условие выполняется.
Принимаем сваи С100.30.
4. Расчет осадки основания свайного фундамента
При расчёте средней осадки куста свай принимаем что сваи равномерно загружены вертикальными силами
Свая с рабочей длиной l=95м прорезает супесь ИГЭ-1 мощностью h1= 09 м с коэф. пуассона
Модуль сдвига G1 = E1(2(1+1)) = 10000(2(1+035)) = 3704 кПа.
а так-же прорезает суглинок ИГЭ-2 с мощностью h2 = 86 м с
модуль сдвига G2 = E2(2(1+2)) = 17000(2(1+035)) = 6296 кПа.
Опред. осадки одиночной сваи последовательно вычисляя необходимые параметры по формулам:
Модуль упругости E Принят для тяжелого бетона B15 E=
Осадка одиночной сваи:
Для учёта влияния на осадку сваи №1 соседних свай находящихся от неё на расстояниях:
Дополнительная осадка от свай:
Условие расчёта по деформациям выполняется.
Выбор оптимального проектного решения фундамента
Проводим расчет двух видов фундамента:
Наиболее оптимальным решением проектным будет применение столбчатого фундамента на естественном основании. Так как помимо результатов расчета на его устройство требуется меньше затрат материалов и энергоресурсов в отличие от свайного где требуется применение специального оборудования и техники.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
В.В Логутин « Расчет оснований и фундаментов в курсовом и дипломном проектировании».- Ростов нД:2012.-192с.
Механика грунтов основания и фундаменты. - Л.: Стройиздат 1988.- 416с.
СП 131.13330.2020 «Строительная климатология»
СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия»
СП 22.13330.2016 «Основания и фундаменты»
СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты»