Цель и задачи курсового проектирования

Общие сведения

 

Цель и задачи курсового проектирования

 

Целью курсового проектирования является:

закрепление теоретических и практических знаний, получаемых при изучении курса «Основания и фундаменты», и успешному применению этих знаний в решении инженерных задач;

изучение современных методов расчета, проектирования и устройства оснований и фундаментов различных конструкций под здания различного назначения с учетом специфических особенностей инженерно-геологических условий площадки строительства;

приобретение навыков самостоятельной работы с нормативной и другой литературой по строительному проектированию.

Курсовое проектирование должно способствовать дальнейшему углублению и закреплению знаний, а также применению этих знаний к выполнению конкретных инженерных задач. При выполнении курсового проекта предоставляется возможность проявить широкую инициативу и развить творческие способности в области фундаментостроения.

свайный фундамент строительство инженерный

Исходные данные

 

Данные о строительной площадке

№ задания	Номер		Глубина отбора образца	Возраст грунтов	Мощность элемента по скважинам		УГВ, м	Плотность, т/м^3		Влажность			Содержание частиц, %, размером, мм
	Скв.	Образца грунта			1	2		грунта, ρ	частиц грунта, ρs	природная, W	на границе		крупнее 2.0	2.0-0.5	0.5-0.25	0.25-0.1	менее 0.1
											текучести, WL	раскатывания, WP
7	I	I	1.3	pQIV	2.4	2.5	6.7	1.96	2.68	22.0	26.0	19.0	-	-	-	-	-
	II	II	5.0	pQIV	4.2	3.7		1.82	2.65	25.7	32.0	18.5	-	-	-	-	-
	II	III	7.2	aQIII	4.6	5.7		2.06	2.66	20.0	-	-	11.25	20.14	20.78	32.14	15.69
	I	IV	13.1	aQIII	3.4	2.3		2.09	2.75	26.6	43.0	22.0	-	-	-	-	-

 

Данные о сооружении:

Жилой дом

Конструктивные особенности здания

. Несущие конструкции: поперечные стены из крупных легкобетонных блоков толщиной: наружные - 400 мм, внутренние - 300 мм.

. Здание в осях 4-6 имеет подвал. Отметка чистого пола первого этажа +0.000 на 0.9 м выше отметки спланированной поверхности земли. Отметка пола подвала -3.000 м.

 

 

Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства

В здании грунтовые условия площадки строительства представлены двумя выработками: скважинами №1 и №2. Рельеф местности, места расположения выработок и отметки их устьев показаны на плане площадки.

На основании исходных физических свойств, представленных в таблице 1, выполняем строительную классификацию грунтов.

 

Таблица 1. Физические свойства грунтов

№ задания	Номер		Глубина отбора образца	Возраст грунтов	Мощность элемента по скважинам		УГВ, м	Плотность, т/м^3		Влажность			Содержание частиц, %, размером, мм
	Скв.	Образца грунта			1	2		грунта, ρ	частиц грунта, ρs	природная, W	на границе		крупнее 2.0	2.0-0.5	0.5-0.25	0.25-0.1	менее 0.1
											текучести, WL	раскатывания, WP
7	I	I	1.3	pQIV	2.4	2.5	6.7	1.96	2.68	22.0	26.0	19.0	-	-	-	-	-
	II	II	5.0	pQIV	4.2	3.7		1.82	2.65	25.7	32.0	18.5	-	-	-	-	-
	II	III	7.2	aQIII	4.6	5.7		2.06	2.66	20.0	-	-	11.25	20.14	20.78	32.14	15.69
	I	IV	13.1	aQIII	3.4	2.3		2.09	2.75	26.6	43.0	22.0	-	-	-	-	-

 

ИГЭ - 1

Образец грунта №I отобран из скважины №1 с глубины 1,3 м. Возраст грунта pQ_IV. Мощность элемента по скважинам: 1 скв. - 2,4 м; 2 скв. - 2,5 м; УГВ 6,7 м.

По ГОСТ 25.100-95

1. Класс - природно-дисперсные грунты

2. Группа - грунты связные

.   Подгруппа - осадочные грунты

.   Тип - полиминеральные грунты

.   Вид - глинистые грунты

.   Разновидность:

    По числу пластичности:

 

I_P=W_L-W_P

 

I_P=26,0-19,0=7,0%

Вывод: согласно ГОСТ грунт супесь, так как 1< (I_P=7)

    По показателю текучести:

 

%

 

Вывод: супесь пластичная, так как 0< (I_L=0,43)<1

Коэффициент пористости:

 

,

 

где  - плотность частиц грунта, г/см³ (т/м³);

 - плотность грунта, г/см³ (т/м³);

W - природная влажность грунта в долях единицы.

Механические свойства по СНиП 2.02.01-83^*:

1. Расчетное сопротивление R₀=239 кПа;

2. Сцепление С=13 кПа;

3. Угол внутреннего трения =23⁰;

.   Модуль деформации Е=15 МПа.

ИГЭ - 2

Образец грунта №II отобран из скважины №2 с глубины 5,0 м. Возраст грунта pQ_IV. Мощность элемента по скважинам: 1 скв. - 4,2 м; 2 скв. - 3,7 м; УГВ 6,7 м.

По ГОСТ 25.100-95

1. Класс - природно-дисперсные грунты

2. Группа - грунты связные

.   Подгруппа - осадочные грунты

.   Тип - полиминеральные грунты

.   Вид - глинистые грунты

.   Разновидность:

По числу пластичности:

 

I_P=W_L-W_P

 

I_P=32,0-18,5=13,5%

Вывод: согласно ГОСТ грунт суглинок, так как 7< (I_P=13,5)<17

По показателю текучести:

 

%

Вывод: суглинок мягкопластичный, так как 0,5< (I_L=0,53)<0,75

Коэффициент пористости:

 

,

 

где  - плотность частиц грунта, г/см³ (т/м³);

 - плотность грунта, г/см³ (т/м³);

W - природная влажность грунта в долях единицы.

Механические свойства по СНиП 2.02.01-83^*:

1. Расчетное сопротивление R₀=187 кПа;

2. Сцепление С=17 кПа;

3. Угол внутреннего трения =16⁰;

.   Модуль деформации Е=9 МПа.

ИГЭ - 3

Образец грунта №III отобран из скважины №2 с глубины 7.2 м. Возраст грунта aQ_III. Мощность элемента по скважинам: 1 скв. - 4,6 м; 2 скв. - 5,7 м; УГВ 6,7 м.

По ГОСТ 25.100-95

1. Класс - природно-дисперсные грунты

2. Группа - грунты несвязные

3. Подгруппа - осадочные грунты

.   Тип - полиминеральные грунты

.   Вид - пески

.   Разновидность:

6.1. По гранулометрическому составу:

Масса частиц крупнее 2 мм - 11,25% < 25%;

Масса частиц крупнее 0,5 мм - 11,25+20,14=31,39% < 50%;

Масса частиц крупнее 0,25 мм - 31,37+20,78=52,17% > 50%;

Вывод: песок средней крупности, так как масса частиц грунта крупнее 0,25 мм=52,57%>50%.

6.2. По коэффициенту пористости:

 

,

 

где  - плотность частиц грунта, г/см³ (т/м³);

 - плотность грунта, г/см³ (т/м³);

W - природная влажность грунта в долях единицы.

Вывод: согласно ГОСТ пески средней плотности, так как 0,55≤(е=0,55)<0,7

6.3. По коэффициенту водонасыщения S_r:

 

 

где  - плотность воды (1 г/см³)

Вывод: согласно ГОСТ пески насыщенные водой, так как 0,8<(S_r=0,88)≤1,0

Механические свойства по СНиП 2.02.01-83^*:

1. Расчетное сопротивление R₀=400 кПа;

2. Сцепление Сп=2 кПа;

3. Угол внутреннего трения =38⁰;

.   Модуль деформации Е=40 МПа.

ИГЭ - 4

Образец грунта №IV отобран из скважины №1 с глубины 13,1 м. Возраст грунта aQ_III. Мощность элемента по скважинам: 1 скв. - 3,4 м; 2 скв. - 2,3 м; УГВ 6,7 м.

По ГОСТ 25.100-95

1. Класс - природно-дисперсные грунты

2. Группа - грунты связные

.   Подгруппа - осадочные грунты

.   Тип - полиминеральные грунты

.   Вид - глинистые грунты

.   Разновидность:

По числу пластичности:

 

I_P=W_L-W_P

 

I_P=43,0-22,0=21,0%

Вывод: согласно ГОСТ грунт глина, так как (I_P=21,0)<17

По показателю текучести:

 

%

 

Вывод: глина полутвердая, так как 0< (I_L=0,22)<0,25

Коэффициент пористости:

 

,

 

где  - плотность частиц грунта, г/см³ (т/м³);

 - плотность грунта, г/см³ (т/м³);

W - природная влажность грунта в долях единицы.

Механические свойства (согласно СНиП 2.02.01-83^*):

1. Расчетное сопротивление R₀=394 кПа;

2. Сцепление С=65 кПа;

3. Угол внутреннего трения =20⁰;

.   Модуль деформации Е=23 МПа.

Полученные свойства грунтов заносим в сводную таблицу 2.

 

Таблица 2. Сводная таблица свойств грунтов

№ИГЭ	Плотность частиц грунта, ρS, т/м^3	Плотность грунтов, ρ, т/м^3	Природная влажность, W, %	Степень влажности, Sr	Число пластичности, IР, %	Показатель текучести, IL, %	Коэффициент пористости, е	Наименование грунта	Угол внутреннего трения, , градУдельное сцепление, с, кПаМодуль деформации, Е, МПаРасчетное сопротивление, R0, кПа
1	2,68	1,96	22,0	-	7	0,43	0,67	Супесь пластичная	23	13	15	239
2	2,65	1,82	25,7	-	13,5	0,53	0,93	Суглинок мягкопластичный	16	17	9	187
3	2,66	2,06	20,0	0,97	-	-	0,55	Песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой	38	2	40	400
4	2,67	2,09	26,6	-	21	0,22	0,67	Глина полутвердая	20	65	23	394

Общая оценка площадки строительства:

Согласно геологическому разрезу строительная площадка характеризуется спокойным рельефом. Грунты имеют слоистое напластование с выдержанным залеганием грунтов.

В результате бурения скважин 1 и 2 были вскрыты 4 слоя грунта:

первый слой представлен супесью пластичной;

второй слой представлен суглинком мягкопластичным;

третий слой представлен песком средней крупности, средней плотности, насыщенный водой;

четвертый слой представлен глиной полутвердой.

Каждый из слоев может служить естественным основанием.

Также в результате вскрытия скважин 1 и 2 было установлено, что уровень грунтовых вод 6,7 м

 

Сечение 1-1

d не менее d_{f ,} т.к. грунты под подошвой фундамента - супеси с

 

I_L=0,43>0,25 (d_w>d_f+2).

 

В данной части здание не имеет подвал, фундамент ленточный под наружную стену.

Исходя из конструктивных особенностей фундамента глубину заложения принимаем равной:

 

,477 - 0,3 - 0,1 = 1,077

(2 блока по 0,6 м)

d= 0,6·2 +0,3 +0,1 = 1,6 м

Вывод: глубину заложения фундамента принимаем равной d =1,6 м

Сечение 2 - 2

В данной части здание не имеет подвал, фундамент ленточный под внутреннюю стену.

Исходя из конструктивных особенностей фундамента глубину заложения принимаем равной d =1,6 м

Сечение 6 - 6

В данной части здание имеет подвал, фундамент ленточный под наружную стену.

 

Проведем расчет глубины заложения фундамента исходя из конструктивных соображений и модульности конструкций:

d_min=3,0-0,9+0,1+0,5=2,7 м,

h _бл = 2,7-0,5 -0,1 = 2,1 м

(3 блока по 0,6 м и 1 блок по 0,3 м)

d _треб =3·0,6+0,3+0,5+0,1=2,7 м

Вывод: глубину заложения фундамента принимаем равной d =2,7 м

 

Сечение 1-1

 

Предварительно площадь А, м², подошвы фундамента определяют по формуле:

 

;

 

где No_II - нормативная вертикальная нагрузка от сооружения, приложенная к обрезу фундамента, определяемая как сумма постоянной и временной нагрузок,

No_II=N_пост+N_вр= (27,2+2,5)·8=237,6 кН/м;

 

R_{0 -} условное расчетное сопротивление несущего слоя грунта основания,

R₀=239 кПа (см. табл. 2);

d - глубина заложения фундамента, d = 1,6 м;

γ_ср - среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, γ_ср=20 кН/м³;

,

b = = 1,15 м

Размеры проектируемого фундамента вычисляют методом приближения и принимают с учетом модульности и унификации конструкций. Принимаем b =1,15 м.

Далее вычисляется расчетное сопротивление грунта основания под подошвой фундамента R, кПа;

 

 

где g_с1 и g_{с2 -} коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 3 СНиПа [10],

g_с1 = 1,2 (т.к. супесь пластичная с I_l = 0,43);

g_с2 =1,1 (т.к. отношение длины сооружения к высоте L/H=1,25<1,5);

k - коэффициент, принимаемый в курсовом проекте равным 1,1, т.к. прочностные характеристики грунта (j и с) приняты по таблицам СНиПа [10];

M_g, M_q, M_с - коэффициенты, принимаемые по таблице 4 СНиПа [10], в зависимости от угла внутреннего трения (j) грунта

: M_g=0,69, M_q=3,65, M_с=6,24;_z -.коэффициент, принимаемый равным: при b < 10 м - k_z = 1;

b - ширина подошвы фундамента, м

g_II - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяются с учетом взвешивающего действия воды - g_sb, кН/м³, определяемого по формуле:

 

,

 

где g_i и h_i - соответственно удельный вес и толщина i-ого слоя грунта, залегающего ниже подошвы;

Удельный вес грунта g, кН/м³ определяется:

 

γ=ρ·g

 

где ρ - плотность грунта, т/м³ (см. табл. 1),

g - ускорение свободного падения, g = 10 м/с².

 

 

γ₁=1,96·10=19,6 кН/м³,

γ₂=1,82·10=18,2 кН/м³,

γ₃=2,06·10=20,6 кН/м³,

 

 кН/м³,

 кН/м³,₁^’ =0,85 м; h₂ = 3,95 м; h₃^’=0,3 м; h₃'' = 4,85 м; h₄= 2,85 м

кН/м³,

g’_II - то же для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента.

кН/м³,

Для грунтов обратной засыпки:

 

g’_II0 = 0,95×g’_II,

 

кН/м³

С - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, С=13 кПа;

d₁ - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки

d₁ =1,6 м,

d_b - глубина подвала

d_b=0

Итак расчетное сопротивление грунта основания под подошвой фундамента равно:

кПа

Зная R уточняем размеры подошвы фундамента из условия:

 

 

Размер незначительно изменился, поэтому принимаем фундаментную плиту марки ФЛ 12.24 (b = 1,2 м) и стеновой блок марки ФБС 24.4.6.-Т

кПа

Определив предварительные размеры фундамента, приступают к его конструированию. Конструирование фундаментов из сборных железобетонных элементов заключается в выборе отдельных стандартных изделий и составлении из них фундамента, отвечающего принятым при расчете основным его параметрам. Определение размеров центрально нагруженных фундаментов считается законченным, если выполняется условие:

 

Р_II ≤ R

 

где Р_II - среднее давление под подошвой фундамента, кПа, определяемое по формуле:

 

 

где N_II - суммарная вертикальная нагрузка на основание, кН, включая вес фундамента N_фII и вес грунта на его уступах N_rpII:

 

N_II = N_0II + N_фII + N_rpII

 

N_0II = 237,6 кН,

N_фII =  = 18,32 кН (табл. 10 [3]),

кН

N_II =237,6+18,32+19,36=275,28 кН

Величина Р_II должна не только удовлетворять условию, но и быть по возможности близка к значению расчетного сопротивления грунта (допустимое отличие от расчетного сопротивления должно быть не более 10% в меньшую сторону).

Р_II = кПа

Условие Р_II < R выполняется т.к.

Р_II = 229,4 кПа< R = 250,7 кПа,

Недонапряжение составляет 8%. Это допустимо.

Окончательно принимаем:

 

Фундаментную плиту марки ФЛ 12.24

Размеры: b = 1200 мм;

l = 2380 мм;

h = 300 мм;

V_бет = 0,703 м³;

Вес плиты 17,60 кН.

и стеновой блок марки ФБС 24.4.6.-Т

Размеры: l = 2380 мм;

b = 400 мм;

h = 580 мм;

V_бет = 0,54 м³;

Вес блока 13,0 кН.

Сечение 2-2

 

Предварительно площадь А, м², подошвы фундамента определяют по формуле:

 

;

 

где No_II - нормативная вертикальная нагрузка от сооружения, приложенная к обрезу фундамента, определяемая как сумма постоянной и временной нагрузок,

 

No_II=N_пост+N_вр= (39,2+5,0)·8=353,6 кН/м;

R_{0 -} условное расчетное сопротивление несущего слоя грунта основания,

R₀=239 кПа (см. табл. 2);

d - глубина заложения фундамента, d = 1,6 м;

γ_ср - среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, γ_ср=20 кН/м³;

,

b = = 1,71 м

Размеры проектируемого фундамента вычисляют методом приближения и принимают с учетом модульности и унификации конструкций. Принимаем b =1,71 м.

 

Далее вычисляется расчетное сопротивление грунта основания под подошвой фундамента R, кПа;

 

 

где g_с1 и g_{с2 -} коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 3 СНиПа [10],

g_с1 = 1,2 (т.к. супесь пластичная с I_l = 0,43);

g_с2 =1,1 (т.к. отношение длины сооружения к высоте L/H=1,25<1,5);

k - коэффициент, принимаемый в курсовом проекте равным 1,1, т.к. прочностные характеристики грунта (j и с) приняты по таблицам СНиПа [10];

M_g, M_q, M_с - коэффициенты, принимаемые по таблице 4 СНиПа [10], в зависимости от угла внутреннего трения (j) грунта

: M_g=0,69, M_q=3,65, M_с=6,24;_z -.коэффициент, принимаемый равным: при b < 10 м - k_z = 1;

b - ширина подошвы фундамента, м

g_II - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяются с учетом взвешивающего действия воды - g_sb, кН/м³, определяемого по формуле:

 

,

 

где g_i и h_i - соответственно удельный вес и толщина i-ого слоя грунта, залегающего ниже подошвы;

Удельный вес грунта g, кН/м³ определяется:

 

γ=ρ·g

 

где ρ - плотность грунта, т/м³ (см. табл. 1),

g - ускорение свободного падения, g = 10 м/с².

 

 

γ₁=1,96·10=19,6 кН/м³,

γ₂=1,82·10=18,2 кН/м³,

γ₃=2,06·10=20,6 кН/м³,

 

 кН/м³,

 кН/м³,₁^’ =0,85 м; h₂ = 3,95 м; h₃^’=0,3 м; h₃'' = 4,85 м; h₄= 2,85 м

кН/м³,

g’_II - то же для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента.

кН/м³,

Для грунтов обратной засыпки:

 

g’_II0 = 0,95×g’_II,

 

кН/м³

С - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, С=13 кПа;

d₁ - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки

d₁ =1,6 м,

d_b - глубина подвала

d_b=0

Итак расчетное сопротивление грунта основания под подошвой фундамента равно:

кПа

Зная R уточняем размеры подошвы фундамента из условия:

 

 

 м²

 м²

Размер незначительно изменился, поэтому принимаем фундаментную плиту марки ФЛ 16.24 (b = 1,6 м) и стеновой блок марки ФБС 24.3.6.-Т

кПа

Определив предварительные размеры фундамента, приступают к его конструированию. Конструирование фундаментов из сборных железобетонных элементов заключается в выборе отдельных стандартных изделий и составлении из них фундамента, отвечающего принятым при расчете основным его параметрам. Определение размеров центрально нагруженных фундаментов считается законченным, если выполняется условие:

 

Р_II ≤ R

 

где Р_II - среднее давление под подошвой фундамента, кПа, определяемое по формуле:

 

 

где N_II - суммарная вертикальная нагрузка на основание, кН, включая вес фундамента N_фII и вес грунта на его уступах N_rpII:

 

N_II = N_0II + N_фII + N_rpII

N_0II = 353,6 кН,

N_фII =  = 18,53 кН (табл. 10 [3]),

кН

N_II =353,6+29,05+15,73=401,18 кН

Величина Р_II должна не только удовлетворять условию, но и быть по возможности близка к значению расчетного сопротивления грунта (допустимое отличие от расчетного сопротивления должно быть не более 10% в меньшую сторону).

Р_II = кПа

Условие Р_II < R выполняется т.к.

Р_II = 250,7 кПа< R = 256 кПа,

Недонапряжение составляет 2%, что допустимо. Окончательно принимаем:

 

Фундаментную плиту марки ФЛ 16.24

Размеры: b = 1600 мм;

l = 2380 мм;

h = 300 мм;

V_бет = 0,987 м³;

Вес плиты 24,7 кН.

и стеновой блок марки ФБС 24.3.6.-Т

Размеры: l = 2380 мм;

b = 300 мм;

h = 580 мм;

V_бет = 0,41 м³;

Вес блока 9,7 кН.

Сечение 6-6

При наличии подвала фундамент наружных стен воспринимает давление от обратной засыпки грунта.

 

Сечение 1-1

Сечение 6-6

Сечение 1 -1

Схема к расчету осадки методом послойного суммирования.

Определяем ординаты эпюры вертикальных напряжений от действия собственного веса грунта и вспомогательной эпюры 0,2×σ_zq:

1. На уровне спланированной поверхности:

 

σ_zq = 0×γ₁= 0 кПа

 

,2×σ_zq = 0 кПа

2. На уровне подошвы фундамента:

 

σ_zq0 = σ_zq0+ d×γ₁=0 + 1,6×19,6 = 31,36 кПа

0,2×σ_zq0 = 6,27 кПа

3. На границе слоев ИГЭ-1 и ИГЭ-2:

 

σ_zq1 = σ_zq +h₁ ×γ₁= 0+19,6×2,45 = 48,02 кПа

 

,2×σ_zq1 =9,604 кПа

4. На границе слоев ИГЭ-2 и ИГЭ-3:

 

σ_zq2= σ_zq1 + h₂ ×γ₂ = 48,02+18,2×3,95 = 119,91 кПа

 

,2×σ_zq2= 23,982 кПа

5. На уровне грунтовых вод:

 

σ_zqw = σ_zq2 + h^’₃ ×γ₃= 119,91+0,3×20,6 = 126,09 кПа

,2×σ_zqw=25,218кПа

6. На границе слоев ИГЭ-3 и ИГЭ-4 с учетом взвешивающего действия воды:

 

σ_zq3 = σ_zqw + h₃×γ_sb3= 126,09 + 4,85×10,7 = 177,985 кПа

 

,2×σ_zq3=35,597 кПа

7. От действия столба воды:

 

σ_гидр= h_w·γ_w= 4,85×10 = 48,5 кПа

 

8. Полное напряжение на границе слоев ИГЭ3 и ИГЭ4 (на кровлю водоупора):

 

σ_zqполн= σ_zq3 + σ_гидр = 177,985 + 48,5 =226,485 кПа

0,2×σ_zqполн=45,3 кПа

9. На подошве ИГЭ-4:

 

σ_zq4 = σ_zqполн + h₄×γ₄= 226,485 +2,85×20,9 = 286,05 кПа

 

,2×σ_zq4 =57,21кПа

Значения напряжений σ_zq откладывают влево от оси фундамента. Вспомогательная эпюра напряжений от собственного веса грунта, значения абсцисс которой составляют 20% соответствующего значения напряжения от собственного веса грунтаσ_zq, откладывается вправо от оси фундамента.

 

 

h £ 0,4b, 0,4·1,2=0,48 м условие выполняется

Результаты вычислений приведены в табл. 3

 

Наименование слоев грунта	Z, м	, кПаЕ, кПа	S, см
Супесь пластичная	0 0,48 0,96	0 0,8 1,6	1,0 0,881 0,642	187,94 165,58 120,68	14800	2,56
Суглинок мягкопластичный	1,14 1,62 2,1 2,58 3,06 3,54 4,02 4,5	2,4 3,2 4,0 4,8 5,6 6,4 7,2 8,0	0,477 0,374 0,306 0,258 0,223 0,196 0,175 0,158	89,65 70,29 57,51 48,49 41,91 36,84 32,89 29,69	8800
Песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой	4,98	8,8	0,143	26,87	40000

 

S=2,56+6,09+0,08=8,73 см < Sи=10 см Условие выполняется

Сечение 6 -6

Схема к расчету осадки методом послойного суммирования.

Определяем ординаты эпюры вертикальных напряжений от действия собственного веса грунта и вспомогательной эпюры 0,2×σ_zq:

1. На уровне спланированной поверхности:

σ_zq = 0×γ₁= 0 кПа

 

,2×σ_zq = 0 кПа

2. На границе слоев ИГЭ-1 и ИГЭ-2:

 

σ_zq1 = σ_zq +h₁ ×γ₁= 0+19,6×2,45 = 48,02 кПа

 

,2×σ_zq1 =9,604 кПа

3. На уровне подошвы фундамента:

 

σ_zq0 = σ_zq1 + h’₂×γ₂=48,02 + 18,2×0,25 = 52,57 кПа

 

,2×σ_zq0 = 10,514 кПа

4. На границе слоев ИГЭ-2 и ИГЭ-3:

 

σ_zq2= σ_zq1 + h₂ ×γ₂ = 48,02+18,2×3,95 = 119,91 кПа

 

,2×σ_zq2= 23,982 кПа

5. На уровне грунтовых вод:

 

σ_zqw = σ_zq2 + h^’₃ ×γ₃= 119,91+0,3×20,6 = 126,09 кПа

 

,2×σ_zqw=25,218кПа

6. На границе слоев ИГЭ-3 и ИГЭ-4 с учетом взвешивающего действия воды:

 

σ_zq3 = σ_zqw + h₃×γ_sb3= 126,09 + 4,85×10,7 = 177,985 кПа

 

0,2×σ_zq3=35,597 кПа

7. От действия столба воды:

 

σ_гидр= h_w·γ_w= 4,85×10 = 48,5 кПа

 

8. Полное напряжение на границе слоев ИГЭ3 и ИГЭ4 (на кровлю водоупора):

 

σ_zqполн= σ_zq3 + σ_гидр = 177,985 + 48,5 =226,485 кПа

 

,2×σ_zqполн=45,3 кПа

9. На подошве ИГЭ-4:

 

σ_zq4 = σ_zqполн + h₄×γ₄= 226,485 +2,85×20,9 = 286,05 кПа

 

,2×σ_zq4 =57,21кПа

Значения напряжений σ_zq откладывают влево от оси фундамента. Вспомогательная эпюра напряжений от собственного веса грунта, значения абсцисс которой составляют 20% соответствующего значения напряжения от собственного веса грунтаσ_zq, откладывается вправо от оси фундамента.

 

 

h £ 0,4b, 0,4·3,2=1,28 м условие выполняется

Результаты вычислений приведены в табл. 4

 

Наименование слоев грунта	Z, м	, кПаЕ, кПа	S, см
Суглинок мягкопластичный	0 1,28 2,56 3,84	0 0,8 1,6 2,4	1 0,881 0,642 0,477	100,53 88,57 64,54 47,95	8800	2,65
Песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой	5,12 6,40	3,2 4,0	0,374 0,306	37,6 30,76	40000	0,9

 

S=2,65+0,9=3,55 см < Sи=10 см Условие выполняется

Основные положения расчета

Расчет свайных фундаментов и их оснований производят по двум группам предельных состояний:

по первой группе - по несущей способности грунта основания свай, по устойчивости грунтового массива со свайным фундаментом; по прочности материала свай и ростверков;

по второй группе - по осадкам свайных фундаментов от вертикальных нагрузок; по перемещению свай совместно с грунтом основания от действия горизонтальных нагрузок и моментов; по образованию иди раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов.

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

 

,                                                                        

 

где N - расчетная нагрузка, передаваемая на сваю, кН;_d - расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи, называемая несущей способностью сваи;

 - коэффициент надежности, величина которого принимается в зависимости от метода определения несущей способности сваи; =1,4, если несущая способность сваи определена расчетом.

Проектирование свайных фундаментов выполняют в такой последовательности:

1. Определяют величины и невыгодные сочетания нагрузок, действующих на фундамент на уровне отметки поверхности земли или верхней поверхности обреза ростверка;

2. Выбирают глубину заложения ростверков с учетом конструктивных особенностей, сооружения и размера ростверка;

.   Выбирают тип, способ погружения и размеры свай, сообразуясь с грунтовыми условиями, действующими нагрузками, конструктивными особенностями проектируемого здания или сооружения;

.   Определяют несущую способность сваи;

.   Определяют расчетную нагрузку, передаваемую на сваю;

.   Определяют число центрально нагруженных свай;

.   Уточняют размеры ростверка в плане из условия размещении полученного числа свай;

.   Уточняют нагрузку, действующую на одну сваю, с учетом размеров и веса ростверка, веса стеновых блоков и грунта обратной засылки;

.   Рассчитывают фундамент по второй группе предельных состояний:

- определяют размеры условного свайного фундамента, давления под его подошвой и последнее сопоставляют с расчетным сопротивлением;

определяют осадку условного свайного фундамента.

 

Сечение 1-1