Oценка инженерно-геологических условий строительства

     Для ленточного фундамента сечением 1-1.

     Определение   осадки    фундамента    выполняется    методом послойного суммирования по следующему алгоритму:

     1) определяется среднее давление по подошве фундамента

                                                 (3.19)

       кН 

     2) определяется дополнительное давление под фундаментом

        

                     (3.20)

     где γ₁₁ - средневзвешенный удельный вес грунта в пределах глубины заложения фундамента, кН/м³;

      кН

     3) сжимаемая толща фунтов основания под фундаментом 
делится на элементарные слои толщиной

     h, =0,2÷0,4b (3.21)

           h, =0,4*1.4=0.56 м  
 

     4) строится эпюра изменения дополнительных напряжений по 
глубине основания

     σ_zРi=σ_zР0*α (3.22)

     где а - коэффициент, определяемый по СНиП РК 

       

         5)Строится эпюра распределения  вертикальных напряжений 
по глубине основания от собственного веса грунта

                                                                                       (3.23)

     где  γ¹ - удельный вес грунта выше подошвы фундамента, кН/м3;

     γ_i,,h_i - соответственно удельный вес, кН/м3 и толщина i - го слоя грунта, м;

     

       6) устанавливается нижняя граница  сжимаемой толщи грунта (ГСТ) исходя  из соблюдения условия 

                                σ_zР≤0.2 σ_zg                                                                  (3.24) 

                

     7)) определяется осадка фундамента S м, равная сумме осадок 
всех слоев грунта в пределах границы сжимаемой толщи

     

                                                                    (3.25)

     где β - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

     E_ih_i - модуль деформации, кПа и толщина слоя грунта, м;

     п - число слоев сжимаемой толщи основания;

     

     

     

     

     

     

     

       

     8) проверяется условие 

     S≤S_n                                    (3.26) 

     где  S_n,  - предельно допустимая осадка для данного типа сооружения, определяемая по СНиП РК.

           4,7 10, условие выполняется.

Осадка фундамента составляет 4,7 см,что не превышает допустимую норму.  
 

 

      5 Проектирование свайного фундамента 
 

     5.1 Выбор глубины заложения ростверка 

     Глубина заложения подошвы ростверка  d определяется теми же факторами, что и для фундаментов естественного заложения.

     В зданиях с подвалом требуется, чтобы  положение верха ростверка было ниже отметки пола подвала, кроме  однорядного расположения свай под  стены.

     

     5.2 Определение несущей способности одиночных свай 

     5.2.1 Выбор типа и длины сваи

     Длина сваи зависит от глубины расположения слоя грунта, который принимается  в качестве несущего и в который  свая погружается не менее чем  на 1.5 м. В качестве несущего принимается слой грунта, обладающий хорошими строительными свойствами. В общем случае размер поперечного сечения свай принимается по их номенклатуре и уточняется в соответствии с требованиями обеспечения необходимой несущей способности.

     В данном проекте выбрана свая марки  С(300*300; L=10 м;) 

     5.2.2 Определение  расчетного  сопротивления  сваи 

       Для висячих свай расчетное  сопротивление определяется по  формуле 

          (3.27)

     где γс - коэффициент условий работы сваи, ус =1;

     R -расчетное сопротивление грунта под торцом сваи, кПа;

     А - площадь поперечного сечения сваи, м2;

     и - наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

     fi - расчетное сопротивление /-го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи, кПа;

     h_i, - толщина i-ro слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, принимается , h_i < 2 м;

     γ_CR, γ_cf – коэффициенты условий работы грунта под нижним концом и по боковой поверхности сваи.

      кН.

     Силу  расчетного сопротивления свай по грунту определяют по зависимости 

                                            F_R = F_d/ γ_k                                             (3.28) 

     где γ_k =1.4 - коэффициент надежности.

                                            кН 

     5.3 Конструирование свайного фундамента 

     5.3.1 Определение количества свай в ростверке

     Количество  свай определяется по формуле

           (3.29)

     где N_OI - расчетная нагрузка по обрезу фундамента, кН;

     N_PP - расчетный вес ростверка и грунта, кН;

     F_R - расчетное сопротивление сваи, кН;

     у_т - коэффициент, принимаемый 1.2, учитывающий влияние изгибающего момента на число свай.

     

     Принимаем 2 сваи.

     Для определения веса ростверка предварительно определяют его площадь

           (3.30)

             кН

     где N₀₁ - суммарная расчетная нагрузка по обрезу фундамента;

     γ_mt ~ средний удельный вес материала и грунта, принимаемый 20кН/м3;

           γ_f - коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,1;

           d - глубина заложения ростверка;

     Р_p -  среднее давление на основание под ростверком, определяемое по зависимости

     P_p=F_R/(3d)² (3.31)

             кН 

     Тогда ориентировочный вес ростверка  и грунта определяется по формуле 

           (3.32)

             кН 
 

     5.3.2 Размещение свай и определение размеров ростверка

     В прямоугольных ростверках под колонны сваи размещаются в рядовом и шахматном порядке. Расстояние между осями свай в плане принимается не менее 3d (d - размер поперечного сечения сваи). Расстояние наружной грани сваи до края ростверка (свес) принимается не менее 5... 10 см. Размеры ростверка в плане рекомендуется принимать кратным 0,4 м, а по высоте- 0,15м.

     Сваи  заделываются в ростверк на глубину  не менее 50 мм. Конструирование стаканной части ростверка так же как и для обычных монолитных фундаментов мелкого заложения.

     

     5.3.3 Определение фактических нагрузок на сваи

       После размещения свай в плане и конструирования ростверка производится проверка фактических нагрузок на сваи. Величина фактической нагрузки на сваю определяется по формуле 

          (3.33) 

     где N₀₁ - расчетная вертикальная нагрузка, кН;

     N_РГ - вес ростверка и грунта на его уступках, кН;

       п_с - количество свай;

     М₀₁ - расчетный изгибающий момент, действующий на фундамент в плоскости подошвы ростверка кН*м;

     у_i - расстояние от центра тяжести площади сечения всех свай до оси рассматриваемой сваи, м;

       сумма квадратов расстояний от центра тяжести всех свай до оси каждой сваи, м².

       кН

       кН

       кН

     Для внецентренно нагруженного свайного фундамента должно соблюдаться условие

     F_фmax≤F_R (3.34)

            416.2≤708- условие выполняется

        309.6 > 0- условие выполняется 
 

     5.4 Расчет осадки свайного фундамента 

     Осадка  свайного фундамента определяется одним  из методов механики грунтов как  для условного фундамента на естественном основании. Границы условного фундамента определяются следующим образом:

• сверху - поверхностью планировки грунта;
• снизу - плоскостью на уровне нижних концов свай;
• с боков - вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних свай на величину l*tg(φ_cp/4).

     Величина  φ_ср определяется как средневзвешенное значение угла внутреннего трения фунтов, прорезаемых сваями

            (3.35)

     где φ_t и h_j - соответственно углы внутреннего трения (для расчетов по второму предельному состоянию) и толщины слоев грунта, пройденных сваями от подошвы ростверка.

     

     Размеры подошвы условного фундамента определяют по выражениям 

     b_y=b + 2l tg(φ_cp/4). (3.36), 

     где b, а - размеры в пределах внешних граней крайних свай, м;

     l - глубина погружения сваи в грунт от низа ростверка, м.

       м    

       м      

     Определяется  площадь подошвы условного фундамента 

     А_y=b_y*а_у (3.37) 

       м² 

     Рассчитываются  вес сваи, ростверка, грунта

     

     

     

     Производится  проверка условия

           (3.38)

     где N₀₁ — расчетная нагрузка по обрезу фундамента, кН;

     N_p,N_св вес ростверка и свай;

     Nr - вес грунта в пределах условного фундамента АВСД;

     R-расчетное сопротивление грунта на уровне подошвы условного фундамента АВСД, определяемого по формуле СНиП 5.01.-01- 2002 для размеров а_у,и_у,Н_у.

      кН 
 

       

           200<214,8- условие выполняется

 
 Алгоритм определения осадки: 
 

     1) определяется среднее давление по подошве фундамента

                                                 (3.39)