Расчет осадки свайного фундамента.

Метод эквивалентного слоя грунта.

Свайный фундамент с висячими сваями условно принимаем за массивный жесткий фундамент глубокого заложения, имеющего контур АBCD

Находим средний угол внутреннего трения грунта:

°

a_ср= j_IIср /4= 17,22/4 = 4,3°

Определяем размеры подошвы условного фундамента и его площадь:

b_усл = c_b(n_b - 1) + d +2h×tga = 0,9(2 - 1) + 0,3 + 2 × 3,9 × tg 4,3 = 1,79 м

l_усл = c_l(n_l - 1) + d +2h×tga = 0,9 × (3 - 1) + 0,3 + 2 × 3,9 × tg 4,3 =2,69м

где c_b и c_l - расстояние между осями свай по поперечным и продольным осям;

n_b и n_l - количество рядов по ширине и длине фундамента.

А_у = b_усл× l_усл = 1,79×2,69 =4,82м²

Объем свайного условного фундамента:

V_у = А_у×d_у = 4,82×5,75= 27,72м³

Объем ростверка и подколонника:

V_р = 0,5×2,35×1,45 + 1,2×1,2×1,8= 4,3 м³

Объем свай:

V_св = 0,3×0,3×4×6 =2,16м³

Объем грунта:

V_гр = V_у - V_р - V_св = 27,72– 4,3 – 2,16 =21,26 м³

Вертикальные нагрузки:

= 4,3×25 = 107,5 кН

= 2,16×25 = 54 кН

= 21,26×19,5 = 414,57 кН

 

Рисунок 6. Схема расчета методом эквивалентного слоя

Давление по подошве условного фундамента:

= (2700 + 107,5+54+414,57) / 4,82=679,7кПа

 

= 5,75×19,4= 111,55 кПа

= 679,7-111,55=568,15кПа

s_zp0у = 568,15кПа

 

По таблице 11.4 [1, стр.236] эквивалентную толщину определим при n = 0,4, что соответствует =1,94:

= 1,94×1,79= 3,47м

Вычислим значения коэффициентов сжимаемости для глины b

b=0,43

в зависимости от модуля деформации по формуле (3.7) [1, стр.56]:

0,000039кПа^-1

Средняя осадка фундамента определяется по формуле (11.4) [1, стр.235]:

= 3,47×0,000039×568,15= 0,076м =7,6 см

Сравниваем полученное значение с допустимым S_u согласно [5, стр38, прилож.4],

S_u = 8 см (7,6 см < 8 см - условие выполняется).

4.Технико-экономическое сравнение двух вариантов.

Определим экономические затраты при ведении различных работ на примере устройства однотипных фундаментов.

Расценки приведены в [2, прилож.4, стр.26].

 

Определяем затраты при устройстве фундамента мелкого заложения:

Рисунок 7. Схема котлована под фундамент мелкого заложения

 

Объём котлована вычисляют по формуле:

Vк = hк / 6 [(2a +a1) b + (2a1 +a) b1 ] = 3,165 /6 [(2×4,5+9,6)×15,9+(2×9,6 +4,5)×21] = 418,5 м³.

с_з.р = 418,5×4,57= 1913 руб.

Объём ж/б работ и их стоимость:

V_ж/б = 3× V_ф = 3×4,56 = 13,68 м³.

с_ж/б = 13,68×31,0 = 424 руб.

Общая стоимость работ:

С = 1913+ 424 = 2337руб.

 

Определяем затраты при устройстве свайного фундамента:

 

Рисунок 8. Схема котлована под свайный фундамент

 

Объём котлована вычисляют по формуле:

Vк = hк / 6 [(2a +a1) b + (2a1 +a) b1 ] = 3,365 /6 [(2×3,55+8,55)×14,65 +(2×8,55 +3,55)×19,65] =296,7м³.

с_з.р = 296,7×4,93 = 1461руб.

Объём ж/б работ и их стоимость:

V_ж/б = 3× V_ф = 3× 4,29= 13м³.

с_ж/б = 13×31,0 = 399 руб.

Объём работ при забивке свай и их стоимость:

V_ж/б = 18×0,09×4 = 6,48 м³.

с_свай = 6,48×88,4 = 573руб.

Общая стоимость работ:

С = 1461+ 399 + 573= 2433 руб.

 

Экономически выгоднее фундаменты мелкого заложения.

 

Проектирование фундаментов под отдельные части здания.

Фундамент

 

м² - ориентировочные размеры фундамента 3,3 ´2,1 м

А ₁ = 1200/(367,4– 19,4×1,65) = 3,57 м² (примерные размеры фундамента 2,1´1,8 м)

А₂= 1200/(347,5 – 19,4×1,65) = 3,8 м² (окончательные размеры фундамента по конструктивным соображениям 2,4´1,8м)

Сравниваем R₁ и R₂:

D = (R₁ - R₂)/ R₁ = (367,4 – 347,5)/367,4 = 4,8 % £ 5 %

Краевые давления определяются по формулам:

1-е сочетание

 

 

 

Должны выполняться следующие условия:

р_IIср £ R р_IIср = 316,77 кН < 367,4 кН

р_IImax £ 1,2R р_IImax =346,82 кН < 440,88 кН

р_IImin ³ 0 р_IImin = 286,71 кН > 0

По второй группе состояний:

 

2-е сочетание

Должны выполняться следующие условия:

р_IIср £ R р_IIср = 265,84 кН < 367,4 кН

р_IImax £ 1,2R р_IImax =302,84 кН < 440,88 кН

р_IImin ³ 0 р_IImin = 228,84 кН > 0

 

Фундамент 2

 

 

м² - ориентировочные размеры фундамента 2,4´1,8 м

А₁= 720/364 – 19,4×1,65) = 2,17 м² (примерные размеры фундамента 1,8´1,2 м)

А₂ = 720/(357,4 – 19,4×1,65) = 2,21м² (окончательные размеры фундамента 1,8´1,5 м см.рис.2)

Сравниваем R₁ и R₂:

D = (R₁ - R₂)/ R₁ = (364 – 357,4)/364 = 1,8 % £ 5 %

Краевые давления определяются по формулам:

1-е сочетание

 

Должны выполняться следующие условия:

р_IIср £ R р_IIср = 297 кН < 364 кН

р_IImax £ 1,2R р_IImax = 297 кН < 436,8 кН

р_IImin ³ 0 р_IImin = 297 кН > 0

2-е сочетание

Должны выполняться следующие условия:

р_IIср £ R р_IIср = 252,6кН < 364 кН

р_IImax £ 1,2R р_IImax = 252,6кН < 436,8 кН

р_IImin ³ 0 р_IImin = 252,6кН > 0

 

 

 

Фундамент 4

м² - ориентировочные размеры фундамента 3,3´4,5 м

(примерные размеры фундамента 3,3´2,4 м)

(примерные размеры фундамента 3,3´2,7м)

Сравниваем R₁ и R₂:

Краевые давления определяются по формулам:

1-е сочетание

 

 

Должны выполняться следующие условия:

р _IIср£ R р _IIср= 334,74 кН < 373,7 кН

р _IImax£1,2 R р _IImax = 407,54кН < 448,44 кН

р _IImin³ 0 р _IImin =261,94кН > 0

 

2-е сочетание

Должны выполнятся следующие условия:

р _IIср£ R р _IIср= 296,58 кН < 373,7 кН

р _IImax£1,2 R р _IImax = 376,25кН < 448,44 кН

р _IImin³ 0 р _IImin =216,91кН > 0

5 Фундамент

–ориентировочные размеры фундамента 3´2,4м

(размеры фундамента 2,1´2,1 м)

(размеры фундамента 2,4´1,8 м)

Сравниваем R₁ и R₂:

Краевые давления определяются по формулам:

1-е сочетание

Должны выполнятся следующие условия:

р _IIср£ R р _IIср= 269,13кН < 374,02 кН

р _IImax£1,2 R р _IImax = 371,48кН < 448,82 кН

р _IImin³ 0 р _IImin =166,78 кН > 0

 

2-е сочетание

 

Должны выполнятся следующие условия:

р _IIср£ R р _IIср= 233,86кН < 374,02 кН

р _IImax£1,2 R р _IImax = 342,86кН < 448,82 кН

р _IImin³ 0 р _IImin =124,86 кН > 0

Н

р _IImin³ 0 р _IImin =19,00 кН > 0

 

Список использованных источников

 

1. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов: Учеб. пособие - М.: Стройиздат, 1990. - 304 с.

2. Проектирование фундаментов мелкого заложения: Метод. указания / Сост.: С.А.Тумаков, В.П.Фатиев; ЯПИ - Ярославль, 1989. - 28 с.

3. Определение несущей способности свай: Метод. указания / Сост.: С.А.Тумаков, В.П.Фатиев; ЯПИ - Ярославль, 1990. - 32 с.

4. Проектирование свайных фундаментов: Метод. указания / Сост.: С.А.Тумаков, В.П.Фатиев; ЯПИ - Ярославль, 1992. - 34 с.

5. СниП 2.02.01 - 83. Основания зданий и сооружений. - М.: Стройиздат, 1985.

6. Основания, фундаменты и подземные сооружения: Справочник проектировщика. - М.: Стройиздат, 1985. - 480 с.

7. СниП 2.02.03 - 85. Свайные фундаменты. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1986

8. СНиП 2.01.01-82. «Строительная климатология и геофизика».