Расчет свайного фундамента по II ГПС

Средневзвешенное значение угла внутреннего трения грунтов, залегающих в пределах длины сваи при слоистом их напластовании, определяется:

, (32)

. (33)

Рисунок 6 – К определению размеров условного фундамента

Из рисунка 6:

b_усл = (tg 6,33° (7,9))×2+0,3 = 2 м.

Площадь подошвы условного фундамента:

A_усл = b_усл 1 п.м. = 2 м².

Среднее давление под подошвой условного фундамента:

, (34)

где ∑N_0iII = 184,45кН – внешняя расчетная нагрузка на фундамент для расчета по II ГПС;

N_рост = (0,3 0,4 1) 24 = 2,88 кН – вес ростверка;

N_ФБС = ;

N_СВ = (0,23 8) = 1,84 кН;

N_пола

N_приг =10 0,85=8,5 кН

N_гр^лев = 1,9*0,8*18,5+0,7*0,85*18,5+0,85*2*18,8+0,85*3,3*21,7+

+1,9*20*0,85=164,3кН

N­­­­_гр^прав =0,9*0,8*18,5+0,85*0,7*18,5+0,85*2*18,8+0,85*3,3*21,7+

+1,9*20*0,85=149,5кН

Расчетное сопротивление грунта основания условного фундамента:

, (35)

где b = 2 м – ширина подошвы фундамента;

γ_С1 = 1,2 и γ_С2 = 1,1 – коэффициенты условия работы;

γ_II =20,0кН/ м³ - удельный вес грунта, залегающего ниже подошвы условного фундамента;

γ _II = кН/м³ – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, которые проходит свая;

γ_II' = кН/м³ – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента;

K_Z = 1 – коэффициент при b ≤ 10 м;

К = 1,1 – коэффициент надежности;

М_γ = 1,68 М_q = 7,71 и М_С = 9,58 – коэффициенты для φ = 35°.

С_II = (0,001 = 1 кПа – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

d_I – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

, (12)

где h_S = 8,8 м –толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

h_cf = 0,1 м – толщина конструкции пола подвала, м;

γ_cf = 24 кН/м³ – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала;

d_B =1 м –грунт, снятый для устройства подвала, м.

Проверим условие:

P_усл=267,59 ≤ R_усл=444,5 кН – выполняется.

Осадка свайного фундамента

Размеры подошвы условного грунтосвайного массива:

b_усл =2 м.

Среднее давление под подошвой условного грунтосвайного массива:

P_усл = 267,59кПа.

Разбиваем толщину грунта ниже подошвы условного фундамента на элементарные слои высотой Δh = 0,4 b_усл = 0,4 2 = 0,8 м.

Природное давление грунта на уровне подошвы условного фундамента:

σ_zq0 = 18,5 2,6 + 18,8 2 + 21,7 3,3 + 20 1,9=195,31кПа.

Дополнительное давление на уровне подошвы условного фундамента:

σ_zp0 = α(Р - σ_zq0) = 1(267,59–195,31) = 72,28 кПа;

Расчет приведен в таблице 6

Т а б л и ц а 6 – Расчет σ_zqи σ_zq

Грунт	Номер точки	h,м	z, м	ξ = 2z/b	α	σzp, кПа	σzq, кПа	E, кПа	Si, м
Глина полутвердая		9,8				72,28	195,31		-
	0,8	0,8	0,8	0,881	63,68	203,31	0,00145
	0,8	1,6	1,6	0,642	46,4	211,31	0,00117
	0,8	2,4	2,4	0,477	34,48	219,31	0,00086

ƩS=0,00348

Осадка фундамента:

S = 0,00348 <S_u = 0,1 м.

Осадка основания фундамента находится в пределах допуска.

Заключение

Задачей инженера, проектирующего фундаменты, является нахождение оптимального решения при помощи вариантного проектирования и оптимизационных методов расчета. В настоящее время выбор наиболее оптимального конструктивного решения фундамента осуществляется, как правило, путем технико-экономического сравнения вариантов устройства фундаментов по следующим показателям: экономической эффективности; материалоемкости; необходимости выполнения работ в сжатые сроки; величинам допустимых осадок и их возможных неравномерностей; возможности выполнения работ в зимнее время; трудоемкости выполнения работ и т.п.

Задачей проектирования является выбор наиболее эффективного решения, которое может быть определено только при правильной оценке инженерно-геологических условий строительной площадки, работы грунтов в основании совместно с фундаментами и надземными конструкциями и способа устройства фундамента, гарантирующего сохранность природной структуры грунта.

Получение наиболее эффективного решения связано со значительным объемом расчетов, выполнение которых требует широкого применения ЭВМ. Особенно важно применение ЭВМ для проектирования сложных систем фундаментов по второй группе предельных состояний (по деформациям) с учетом загружения всех соседних фундаментов, а также при расчете совместной работы системы основание-фундамент-сооружение. Такая система может быть рассчитана с помощью ЭВМ, например, методом конечных элементов, позволяющим учитывать различие свойств грунтов.

Важное значение имеет и совершенствование методов расчета и проектирования оснований и фундаментов. В этой связи становится существенным учет нелинейных свойств грунтов оснований. Нелинейность и реология деформирования, предусматривающая зависимость напряженного состояния от режима и уровня нагружения с применением методов оптимизации, позволяют получать существенную экономию материальных затрат при устройстве фундаментов.

В заключении следует отметить, что глубокое изучение курса "Основания и фундаменты" позволит будущим инженерам-строителям правильно оценить свойства различных грунтов, возможность их деформаций под действием нагрузок и степень устойчивости грунтов в массивах; определить тип, размеры и наиболее рациональный способ возведения фундаментов; производить расчеты фундаментов с учетом действующих на них нагрузок в сочетании со свойствами грунтов строительной площадки по предельным состояниям.

В курсовом проекте был принят и рассчитан ФМЗ из ФБС 24.4.6-Т, ФЛ 20.24-1, и свайный фундамент: принята свая С8-30. Более экономичным вариантом является ФМЗ.

Список использованных источников

1 Расчет осадки фундамента. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию по курсу «Основания и фундаменты» для студентов всех форм обучения специальностей: 290300 – «Промышленное и гражданское строительство», 290400-«Гидротехническое строительство», 290500- «Городское строительство и хозяйство». Сост: С.И. Дизенко, КубГТУ, Кафедра «Строительные конструкции и гидротехнические сооружения».- Краснодар: Изд-во КубГТУ, 2003г

2 Проектирование оснований и фундаментов промышленных и гражданских зданий. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию по курсу «Основания и фундаменты» для студентов всех форм обучения специальностей: 290300 – «Промышленное и гражданское строительство», 290400 – «Гидротехническое строительство», 290500 – «Городское строительство и хозяйство». Сост: С.И. Дизенко, КубГТУ, Кафедра «Строительные конструкции и гидротехнические сооружения». – Краснодар: Изд-во КубГТУ, 2003г

3 Расчет нагрузок на фундаменты зданий. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию по курсу «Основания и фундаменты» для студентов всех форм обучения специальностей: 290300 – «Промышленное и гражданское строительство», 290400 – «Гидротехническое строительство», 290500 – «Городское строительство и хозяйство». Сост: С.И. Дизенко, КубГТУ, Кафедра «Строительные конструкции и гидротехнические сооружения». – Краснодар: Изд-во КубГТУ, 2003г

4 Механика грунтов, основания и фундаменты. Методические указания к проектированию просадочного основания фундамента для студентов специальности 290300 – Промышленное и гражданское строительство/ КубГТУ, сост. П. А. Ляшенко, Б. Ф. Турукалов. – Краснодар: Изд. КубГТУ, 2004г

5 Проектирование оснований и фундаментов и стен подвальных помещений. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию по курсу «Основания и фундаменты» для студентов всех форм обучения специальностей: 290300 – «Промышленное и гражданское строительство», 290400-«Гидротехническое строительство», 290500 – «Городское строительство и хозяйство». Сост: С.И. Дизенко, КубГТУ, Кафедра «Строительные конструкции и гидротехнические сооружения».- Краснодар: Изд-во КубГТУ, 2003г

6 СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. М., 2011. 138с.

7 СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. М., 2011. 79с.

8 СП 14.13330.2014 Строительство в сейсмических районах. М., 2014. 131с.

9 Берлинов М.В. Ягупов Б.А. Примеры расчёта оснований и фундаментов. Стройиздат.1986г.