Проектирование оснований и фундаментов

 

 

Осадка основания составляет:

В соответствии с прил. 4 [1] максимальная осадка основания для производственных многоэтажных железобетонных зданий с полным каркасом составляет , . Осадка не превышает предельной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3 к определению осадки основания  столбчатого фундамента.

6. Проверка кровли  подстилающего слоя.

При наличии в пределах сжимаемой  толщи основания на глубине Z от подошвы фундамента слоя грунта меньшей прочности, чем прочность грунта вышележащих слоев, при выбранных размерах фундаментах должна обеспечиваться условие:

,

где: вертикальные напряжения в грунте на глубине z от подошвы фундамента соответственно дополнительное от нагрузки на фундамент и от собственного веса грунта;

 расчетное сопротивление грунта пониженной прочности на глубине z;

;

где: коэффициент, принимаемый по табл.1 прил.2 [1];

на глубине  ;

дополнительное вертикальное давление на основание;

среднее давление под подошвой фундамента;

;

вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы  фундамента;

.

;

;

;

.

Таким образом условие прочности  подстилающего слоя выполнено.

7. Расчет фундаментов  глубокого заложения.

7.1 Расчет забивной сваи.

Фундамент проектируется на действие нагрузки . В соответствии с конструкцией сооружения необходимо запроектировать свайный фундамент на отметке –5,700 м. На этой глубине по данным инженерно-геологических изысканий залегает:  глина ( ). Данные виды грунтов могут служить естественным основанием для свайного фундамента.

Выбираем стандартную ж/б сваю С5-30 (ГОСТ 19804-91) сечением 0,3´0,3´5, длина острия 150 мм. Свая работает на центральное сжатие. Заделка сваи в ростверк 40 см.

Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности  грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия 3 [2]:

,

где: расчетная нагрузка, передаваемая на сваю;

расчетная несущая способность  грунта основания одиночной сваи;

коэффициент надежности ( ).

Так как несущая способность  висячих свай по материалу больше, чем по грунту определяем несущую  способность принятой сваи 8 [2]:

Расчетное сопротивление  для суглинков под концом забивных свай на глубине 5,7 м, (табл.1 [2]);

Расчетное сопротивление  грунта по боковой поверхности сваи:

первый  слой – песок средней крупности, , середина его находится на глубине , ;

второй слой – глина, , середина его находится на глубине ,  ;

третий слой – глина, , середина его находится на глубине ,  ;

четвертый слой – глина, , середина его находится на глубине ,  ;

пятый слой – глина, , середина его находится на глубине ,  ;

Пояснения на рис.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.4 к определению расчетного сопротивления грунта по боковой  поверхности.

Определяем нагрузку на одну сваю:

Определяем число центрально загруженных  свай:

(принимаем 3 сваи)

Фундамент проектируем из трех свай, расстояние между осями свай назначаем  равное , .

Определим расчетную нагрузку на сваю:

.

Проверка условия прочности  основания:

;

 

Расчетное сопротивление грунта определяется по формуле:

где: коэффициенты условий работы, принимаемые по табл.3 [1];

принимаем , .

прочностные характеристики определены непосредственными испытаниями;

коэффициенты принимаемые по табл.4 [1];

принимаем , , ;

принимается в зависимости от b – ширины подошвы фундамента;

осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, ( );

то же, залегающих выше подошвы, ( );

расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, ( );

глубина заложения фундамента ( );

Т.к. подвал в данном здании отсутствует, то третье слагаемое обнуляется.

.

Условие прочности выполняется, поэтому  принимаем свайный фундамент  из трех свай.

Схема расположения свай в ростверке  см. рис.5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.5 К определению схемы расположения свай в фундаменте глубокого заложения.

7.2 Расчет осадки свайного фундамента.

Осадка свайного фундамента определяется методом послойного суммирования.

Определение условных размеров фундамента:

;

где: глубина заложения ростверка.

,

где: диаметр сваи;

средневзвешенный угол трения по длине сваи;

Принимаем .

Тогда условная ширина фундамента равна:

.

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    

 

 

 

 

 

Рис. 6. К определению условных размеров свайного фундамента.

По методу послойного суммирования пласты грунта под подошвой фундамента разбиваются на слои мощностью не более  , . Принимаем .

Осадка свайного фундамента считается  по формуле:

,

где: безразмерный коэффициент, принимается ;

соответственно толщина и  модуль деформации i–о слоя грунта;

среднее значение дополнительного  вертикального напряжения в i–м слое грунта, которое определяется по формуле (2) прил.2 [1]:

;

где: коэффициент, принимаемый по табл.1 прил.2 [1];

дополнительное вертикальное давление на основание;

среднее давление под подошвой фундамента;

вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы  фундамента;

.

;

Нижняя граница сжимаемой  толщи основания принимается  на глубине , где выполняется условие , т.к. граница сжимаемой толщи грунта проходит в грунте с .

вертикально напряжение от собственного веса грунта, определяемое по формуле (6) прил.2 [1]:

,

где: удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;

соответственно толщина и  удельный вес i-о слоя;

Расчет сведен в табл.2.

 

 

 

 

 

 

Табл. 2 Расчет осадки свайного фундамента.

Вид грунта	№ слоя	z
Глина	0	0	0	1	87,81	107,73	21,55
	1	0,8	0,8	0,818	71,83	122,85	24,57
	2	1,6	1,6	0,480	42,15	137,97	27,59
	3	2,4	2,4	0,283	24,85	153,09	30,62

 

Осадка основания составляет:

В соответствии с прил. 4 [1] максимальная осадка основания для производственных многоэтажных железобетонных зданий с полным каркасом составляет , . Осадка не превышает предельной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 7. К расчету осадки основания  свайного фундамента.

8. Технико-экономическое  сравнение вариантов фундаментов.

Технико-экономическое сравнение  вариантов производится по экономической  эффективности (приведенные затраты, сметная стоимость, расход основных материалов). Также характер осушения при устройстве котлованов и фундаментов  играет существенную роль при выборе варианта. Экономия создается вследствие исключения средств на водоотлив из котлована или на понижение уровня грунтовых вод. Кроме того, при отрывке котлована выше уровня грунтовых вод исключается одна из причин, приводящих к расструктуриванию грунтов в основании во время производства работ.

Фундамент	Объем бетона	Трудозатраты, чел-ч	Стоимость, Руб.
Мелкого заложения	Монолитный ступенчатый фундамент:
Свайный	Свая: (1 шт) Ростверк: Подколонник: Общий:

На основе проведенного технико-экономического сравнения принимаем 1–й вариант как наиболее выгодный по стоимости и трудозатратам.

10. Охрана окружающей  среды.

При организации строительного  производства необходимо осуществлять мероприятия и работы по охране окружающей природной среды СНиП 3.01.01-85, которые должны включать рекультивацию земель, предотвращение потерь природных ресурсов, предотвращение вредных выбросов в почву, водоемы и атмосферу.

На территории строящихся объектов не допускается непредусмотренное проектной документацией сведение древесно-кустарниковой растительности и засыпка грунтом растущих деревьев и кустарников.

 Выпуск воды со строительных  площадок на склоны без надлежащей защиты от размыва не допускается.

 При выполнении планировочных  работ почвенный слой, пригодный для последующего использования, должен предварительно сниматься и складываться в специально отведенные места.

 

Список литературы.

1. СНиП 2.02.01-83 «Оснований зданий и сооружений». Москва, Стройиздат, 1985 г.
2. СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». Москва, Стройиздат, 1985 г.
3. СНиП 2.01.87-85 «Строительная климатология и геофизика». Москва, Строийздат, 1985г.
4. Б.И.Долматов «Механика грунтов, основания и фундаменты». Москва, Стройиздат, 1981 г.