|
№ слоя
|
Тип грунта
|
сn, т/м3
|
W, %
|
сs, т/м3
|
сI /сII, т/м3
|
Wр, %
|
WL, %
|
kf, см/с
|
Е, МПа
|
СI /СII, кПа
|
цI/цII, град
|
|
2
|
Суглинок
|
1,95
|
24,4
|
2,71
|
1,90/1,92
|
17,3
|
30,3
|
3,0х10-7
|
13,0
|
15,0/22,0
|
16/18
|
|
3
|
Суглинок
|
1,77
|
24,8
|
2,72
|
1,72/1,74
|
22,2
|
25,1
|
1,8х10-7
|
9,0
|
11,0/16,0
|
14/16
|
|
4
|
Пески
среднезерн.
|
2.06
|
17,8
|
2,69
|
2,01/2,69
|
-
|
-
|
3,0х10-2
|
40,0
|
1/2
|
34/38
|
Степень влажности
Sr = W×rs/(e×rw),
где rw = 1 т/м3 -
плотность воды;
Число пластичности
Ip = WL - Wр;
Плотность сухого грунта
rd = rn /(1 + 0,01×W);
Пористость
n = (1 - rd /rs)×100%;
Коэффициент пористости
e = n/(100 - n);
Показатель текучести
IL = (W - Wр)/(WL - Wр);
Расчетные значения удельного веса и удельного веса частиц:
gI = rI×g gII = rII×g gs = rs×g;
Удельный вес суглинка, расположенного ниже УПВ, с учетом
взвешивающего действия воды:
gsb = (gs- gw)/(1+e),
где gw = 10 кН/м3 -
удельный вес воды.
Слой 2 - Суглинок
Число
пластичности:
IР=WL-WР
= 13%
Плотность сухого грунта:
rd=rn/(1+0,01W)=1,57 т/м3
Пористость и коэффициент пористости:
n=(1-rd /rs)x100=42.1%
e=n/(100 - n)=0,73
Степень влажности:
Sг =Wrs /erw =9,1%
где rw =1 т/м3 плотность
воды.
Показатель текучести:
IL =(W - WР)/(WL - WР)=0,55
Расчетные значения удельного веса и удельного веса частиц:
gI=rIg=18,6 kH/ м3
gII=rIIg=18,84 kH/ м3
gS=rSg=26,6 kH/ м3
Удельный вес суглинка, расположенного ниже
УПВ, с учётом взвешивающего действия воды:
г sb2 = (г s2-гw)/1+e2 = (26,6-10)/1,73=9,6
кН/м3
где gW =10 кН/ м3 -
удельный вес воды.
Для определения условного расчетного
сопротивления грунта примем условные размеры фундамента d1 = dусл =2 м и bусл = 1 м и установим в
зависимости от заданных геологических условий и конструктквкых особенкостей
здакия коэффициенты gс1, gс2, k, Мg Мq, и Мс. Коэффициенты gс1 и gс2 принимаем по табл. 5.4 СП 22.13330.2011: для суглинка
мягкопластичого (0,50<IL<0,75) gс1=1,2; для здания с гибкой
конструктивной схемой gс2=1. Коэффициент k=1 принимаем по указаниям
п. 5.6.7 СП 22.13330.2011. Для j II = 18° по табл. 5.5 СП
22.13330.2011 имеем Мг = 0,56; Мq = 3,24; Мс
=5,84.
Удельный вес грунта выше подошвы условного
фундамента до глубины dw принимаем без учета взвешивающего действия воды gII =18,3 кН/м3, а ниже УПВ, т.е. в пределах глубины d = dусл - dw и ниже подошвы
фундамента, принимаем gSb =9,3 кН/м3.
Вычисляем условно расчетное сопротивление:
R2усл =(gс11 gс2)/ k{Мг1
kz bусл gSb1 + Мq1 [dwgII1+(2 - dw) gSb1] +Мc1 cII1 }=(1,2x1)/1 {0,56x1x1x9,3+3,24 [0,75x18,3+(2-0,75) x9,3]+5,84x22}=197 кПа.
Слой 3 - Суглинок.
Число
пластичности:
Р=WL-WР = 2,9%
Плотность сухого грунта:
rd=rn/(1+0,01W)= 1,42т/м3
Пористость и коэффициент пористости:
n=(1-rd /rs)x100=47,8%
e=n/(100 - n)=0,92
Степень влажности:
Sг =Wrs /erw =73%
Показатель текучести:
IL =(W - WР)/(WL - WР)=0,9
Расчетные значения удельного веса и удельного веса частиц:
gI=rIg=16,87 kH/ м3
gII=rIIg=17,1 kH/ м3
gS=rSg=26,7 kH/ м3
Удельный вес глины, расположенной ниже
УПВ, с учётом взвешивающего действия воды:
г sb3 = (г s3-гw)/1+e3 = (226,7-10)/1,92=8,7
кН/м3
где gW =10 кН/ м3 -
удельный вес воды.
Коэффициенты gс1 и gс2 принимаем по табл. 5.4 СП 22.13330.2011: для глины
текучепластичном (IL>0,75) gс1=1,1; для здания с гибкой
конструктивной схемой gс2=1. Коэффициент k=1 принимаем по указаниям
п. 5.6.7 СП 22.13330.2011. Для j II = 8° по табл. 5.5 СП 22.13330.2011
имеем Мг = 0,14; Мq = 1,55; Мс =3,93.
Удельный вес грунта выше подошвы условного
фундамента до глубины dw принимаем без учета взвешивающего действия воды gII =17,7 кН/м3, а ниже УПВ, т.е. в пределах глубины d = hI - dw и ниже подошвы
фундамента, принимаем gSb =8,24 кН/м3, hI =4,68 м
Вычисляем условно расчетное сопротивление:
R3усл =(gс12 gс2)/ k{Мг2
kz bусл gSb2 + Мq [dwgII1+(hI - dw) gSb1] +Мc2 cII2 }=(1,1x1)/1 {0,14x1x1x8,24+1,55 [0,75x18,3 +(4,68-0,75) x9,3]+3,93x30}= 263 кПа.
Слой 4 - суглинок
Число
пластичности:
Р=WL-WР
Плотность сухого грунта:
rd=rn/(1+0,01W)= 1,75/м3
Пористость и коэффициент пористости:
n=(1-rd /rs)x100=35%
e=n/(100 - n)=0,54
Степень влажности:
Sг =Wrs /erw =89%
Расчетные значения удельного веса и удельного веса частиц:
gI=rIg=19,7 kH/ м3
gII=rIIg=20,01kH/ м3
gS=rSg=26,4 kH/ м3
Удельный вес суглинка, расположенного ниже
УПВ, с учётом взвешивающего действия воды:
г sb4 = (г s4-гw)/1+e4 =(26,4-10)/1,54=10,65
кН/м3
где gW =10 кН/ м3 -
удельный вес воды.
Коэффициенты gс1 и gс2 принимаем по табл. 5.4 СП 22.13330.2011: для суглинка
полутвердого (0<IL<0,25) gс1=1,25; для здания с
гибкой конструктивной схемой gс2=1. Коэффициент k=1 принимаем по указаниям
п. 5.6.7 СП 22.13330.2011. Для j II = 8° по табл. 5.5 СП 22.13330.2011
имеем Мг = 0,84; Мq = 4,37; Мс =6,90.
Удельный вес грунта выше подошвы условного фундамента до глубины
dw принимаем без учета
взвешивающего действия воды gII =17,9 кН/м3,
а ниже УПВ, т.е. в пределах глубины d = h2 - dw и ниже подошвы фундамента, принимаем gSb =9,01 кН/м3, h2=1,29 м
Вычисляем условно расчетное сопротивление:
R4усл =(gс13 gс2)/ k{Мг3
kz bусл gSb3 + Мq3 [dwgII1+(h1 - dw) gSb1 + h2gSb2] +Мc3 cII3 }=(1,25x1)/1 {0,84x1x1x9,01+4,37 [0,75x18,3+(4,68-0,75)
х9,3+1,29х8,75]+6,9x26}= 290 кПа.
Заключение
В целом площадка пригодна для возведения здания. Рельеф
площадки спокойный с уклоном в сторону скважин 2,3 и 4. Грунты имеют слоистое
напластование, с выдержанным залеганием пластов. Все грунты имеют достаточную
прочность, невысокую сжимаемость и могут быть использованы в качестве оснований
в природном состоянии. Грунтовые воды расположены на небольшой глубине, что
значительно ухудшает условия устройства фундаментов: при заглублении
фундаментов более 0,9 м необходимо водопонижение; возможность открытого
водоотлива из котлованов, разработанных в суглинке, должна быть обоснована
проверкой устойчивости дна котлована (прорыв грунтовых вод со стороны слоя
суглинка); суглинок, залегающий в зоне промерзания, в соответствии с табл. 5.3
СП 22.13330.2011 является пучинистым грунтом, поэтому глубина заложения
фундаментов наружных колонн здания должна быть принята не менее расчетной
глубины промерзания супеси. При производстве работ в зимнее время необходимо
предохранение основания от промерзания.
Целесообразно рассмотреть следующие возможные варианты
фундаментов и оснований:
) фундамент мелкого заложения на естественном основании -
суглинке;
) фундамент на распределительной песчаной подушке (может быть
достигнуто уменьшение размеров подошвы фундаментов и расчетных осадок
основания);
) свайный фундамент из забивных висячих свай; несущим слоем
для свай может служить суглинок полутвердый (слой 4).
Следует предусмотреть срезку и использование
почвенно-растительного слоя при благоустройстве и озеленении застраиваемого
участка (п. 4.19 СП 22.13330.2011).
4. Расчет и проектирование варианта фундамента на
естественном основании
Проектируется монолитный фундамент мелкого заложения на
естественном основании по серии 1.412-2/77 под колонну, расположенную по осям
К-5, для исходных данных, приведенных выше.
Определение глубины заложения фундамента
Первый фактор - учет глубины сезонного промерзания
грунта. Грунты основания пучинистые, поэтому глубина заложения фундамента d от
отметки планировки DL должна быть не менее расчетной глубины промерзания. Для tвн = 5° и грунта основания,
представленного суглинком, по 5.5.3, 5.5.4 СП 22.13330.2011:
d ³ df = Kh×dfn = Kh×d0
= 0,9×0,23
= 1,5 м.
Коэффициент Kh =
0,9 принят как уточненный при последующем расчете в соответствии с указаниями
примечания к табл. 5.2 СП 22.13330.2011 (расстояние от внешней грани стены до
края фундамента af = 1,1 м > 0,5 м).
Второй фактор
- учет конструктивных особенностей здания. Для заданных размеров сечения
стальной колонны 1000х500 мм и необходимой глубины ее заделки (700 мм),
минимальный размер высоты фундамента Hф = lап+0,1=1,2+0,1=1,3
м, где lап - длина анкерующих стержней. Принимаем Hф=1,5 м. Таким образом, по второму фактору требуется d = 1,5 +
0,7-0,15 = 2,05 м. Габариты подколонника 1500х1200 мм.
Третий фактор
- инженерно-геологические и гидрогеологические условия площадки. С поверхности
на большую глубину залегает слой 2, представленный достаточно прочным
тугопластичным суглинком (Rусл = 197 кПа). Подстилающие слои 3 и 4 по
сжимаемости и прочности не хуже среднего слоя. В этих условиях, учитывая
высокий УПВ, глубину заложения подошвы фундамента целесообразно принять
минимальную, однако достаточную из условий промерзания и конструктивных
требований.
С учетом всех трех факторов, принимаем глубину заложения от
поверхности планировки
(DL) с отметкой 97,7 м d = 2,05 м, Нф = 1,5 м. Абсолютная отметка
подошвы фундамента (FL) составляет 95,8 м, что обеспечивает
выполнение требования о минимальном заглублении в несущий слой. В самой низкой
точке рельефа заглубление в несущий слой 2 от отметки природного рельефа (NL) равной 97.0 м составляет: 97.0 -95.65 =
1.35 м > 0,5 м.
Определение площади подошвы фундамента
Площадь Атр подошвы фундамента определяем по формуле:
Атр = Ncol II / (R2усл
- gmt×d) = 1116,1 / (197 - 20×2,05) = 7.15м2,
где gmt = 20 кН / м3 - средний
удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах.
Выбор фундамента и определение нагрузки на грунт
Принимаем фундамент с размерами подошвы l = 3 м, b = 2.4 м, тогда
А = l × b = 7.2 м2, Нф = 1,5 м, объём бетона Vfun = 0,3*(3*2.4+2,1*1.8)+1,2*1,5*0,6=4.37м3.
Все нагрузки, действующие на фундамент, приводим к центру тяжести
подошвы:
Mtot II = 610 + 127.4 × 1,5 = 801.1 кН × м;
Qtot II = Qcol II = 127.4 кН.
Расчетное сопротивление грунта
Уточняем расчетное сопротивление R для принятых размеров фундамента
(b = 2.4 м, l = 3 м, d = 2,05 м):
Давление на грунт под подошвой фундамента
Определяем среднее PII mt, максимальное PII max и минимальное PII min давления на грунт под
подошвой фундамента:
=233.1 кПа;
= 158.9 кПа;
PII mt = 196 кПа
PII min = 158.9 кПа > 0
PII max = 233.1 кПа < 1,2×R = 1,2 × 224.8 = 269.8 кПа;
Т.к. грузоподъемность мостового крана Q = 15 т < 75 т, то отношение 
проверять не требуется.
PII mt = 196кПа < R = 224.8 кПа.
Все условия ограничения давлений выполнены.
Расчет осадки методом послойного суммирования
Для расчета осадки фундамента методом послойного суммирования
составляем расчетную схему, совмещенную с геологической колонкой по оси
фундамента К-5.
Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы
фундамента при планировке срезкой в соответствии с п. 5.6.40 СП 22.13330.2011:
Дополнительное вертикальное давление на основание от внешней
нагрузки на уровне подошвы фундамента:
szp 0 = PII
mt = 196кПа.
Соотношение сторон подошвы фундамента:
.
Значения коэффициента a устанавливаем по табл.
5.8 СП 22.13330.2011.
Для удобства пользования указанной таблицей из условия:
Принимаем элементарную толщину слоя грунта hi=0,2b=0,2*2,4=0,48 м.
На глубине z от подошвы
фундамента
szg=aszg,0
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке
подошвы фундамента (a=1)
szg,0=szg,0.
Дальнейшие вычисления сводим в таблицу 8.
Определение осадки
|
zi,
м
|
 zi + d, мaszp = a×Pmt, кПа
|
szg = szg,0 + + gsb,i × ziт, кПа
|
s zg = a×szg,0, кПа
|
0,5×szg, кПа
|
Е, кПа
|
|
|
|
|
0,00
|
0,00
|
2,05
|
1,000
|
196
|
28.34
|
28,34
|
14,17
|
13000
|
|
0,48
|
0,4
|
2,53
|
0,972
|
190,512
|
32,95
|
27,55
|
16,48
|
13000
|
|
0,96
|
0,8
|
3,01
|
0,848
|
166,208
|
37,56
|
24,03
|
18,78
|
13000
|
|
1,44
|
1,2
|
3,49
|
0,682
|
133,672
|
42,16
|
19,33
|
21,08
|
13000
|
|
1,92
|
1,6
|
3,97
|
0,532
|
104,272
|
46,77
|
15,08
|
23,39
|
13000
|
|
2,4
|
2
|
4,45
|
0,414
|
81,144
|
51,38
|
11,73
|
25,69
|
13000
|
|
2,88
|
2,4
|
4,93
|
0,325
|
63,7
|
55,99
|
9,21
|
28,00
|
13000
|
|
3,36
|
2,8
|
5,41
|
0,260
|
50,96
|
60,60
|
7,37
|
30,30
|
13000
|
|
3,84
|
3,2
|
5,89
|
0,210
|
41,16
|
65,20
|
5,95
|
32,60
|
13000
|
|
4,32
|
3,6
|
6,37
|
0,173
|
33,908
|
65,92
|
4,90
|
32,96
|
9000
|
|
4,8
|
4,0
|
6,85
|
0,145
|
28,42
|
70,1
|
4,11
|
35,05
|
9000
|
|
5,28
|
4,4
|
7,33
|
0,123
|
24,108
|
74,28
|
3,49
|
37,14
|
9000
|
|
5,76
|
4,8
|
7,81
|
0,105
|
20,58
|
78,45
|
2,98
|
39,23
|
40000
|
|
6,24
|
5,2
|
8,29
|
0.091
|
17,836
|
82,63
|
2,58
|
41,32
|
40000
|
|
6,72
|
5.6
|
8,77
|
0.079
|
15,484
|
99,91
|
2,24
|
49,96
|
40000
|
Проверка несущей способности подстилающего грунта:
Условие прочности:
sz=(szp-s zg)+szg≤Rz
где ширина условного фундамента
bz=
Az=N/szp=(NcolII+гmtdlb)/ szp =(1116.1 +18,7∙2,05∙3∙2,4)/196=7,1
м2
а=(l-b)/2=(3-2,4)/2=0,3
bz=
=2,38 м
Сопротивление подстилающего слоя грунта
при условном фундаменте с шириной bz
R3усл =(gс12 gс2)/ k{Мг2
kz bz gSb2 + Мq [dwgII1+(hI - dw) gSb1] +Мc2 cII2 }=(1,1x1)/1 {0,43x1x2,38x18,84+2,73 [0,9x9,9 +(2-0,9) x9,9]+5,31x22}= 209,2 кПа.
sz=(szp-s zg)+szg=196-28,34+28,34=196<209,2
кПа
На глубине Hc=4,42 м от подошвы фундамента
выполняется условие СП 22.13330.2011 п. 5.6.41 ограничения глубины сжимаемой
толщи основания (ГСТ):
szp= 32,38 кПа » 0,5×szg = 33,38 кПа,
поэтому послойное суммирование деформаций основания
производим в пределах от подошвы фундамента до ГСТ.
Осадку основания определяем по формуле:
=0,128 м=12,8 см.
Условие S = 12,8 см < Su = 15,0 см выполняется
(значение Su = 15,0 см принято по таблице прил. Д СП 22.13330.2011).
Рис. 3 Расчетная схема распределения напряжений в основании
фундамента на естественном основании по оси К-5
5. Расчет и проектирование варианта фундамента на
искусственном основании, в виде песчаной распределительной подушки
Глубина заложения фундамента
Аналогично фундаменту на естественном основании назначаем
глубину заложения фундамента d = 2,05 м. Принимаем для устройства подушки песок
среднезернистый, плотный, имеющий проектные характеристики: E = 45 МПа; е =
0,50; gn II = 20,2 кН / м3; gn,sb = 10,7 кН/м3.
Определение требуемой площади подошвы фундамента
Для определения площади А тр подошвы фундамента
принимаем расчетное сопротивление R0 = 500 кПа, материала песчаной
подушки, среднезернистого песка.
Тогда
Выбор фундамента и определение нагрузки на грунт
В соответствии с требуемой величиной площади подошвы Атр
= 2,0 м2 и высотой фундамента Нф = 1,5 м, подбираем
фундамент, размеры подошвы которого l = 3.6 м, b = 3 м, А = 4.32 м2,
Нф = 1,5 м; объем бетона Vfun = 0,3*2,4*1.8+1,2*1,5*0,9=2.92 м3.
Все нагрузки, действующие на фундамент, приводим к центру тяжести
подошвы:
Mtot II = 610 + 127.4 × 1,5= 801.1 кН×м;
Qtot II = Qcol II = 127.4 кН.
Расчетное сопротивление грунта
Уточняем расчетное сопротивление R песка подушки для принятых
размеров фундамента (b = 1.8 м; l = 2.4 м; d = 2,05 м):= 500×(1 + 0,125 × (3 - 1)/1)+0,25×18,84 (2,05-2) = 742.75 кПа.
Давление на подушку под подошвой фундамента
Определяем среднее PII mt,
максимальное PII max и минимальное PII min давления на распределительную песчаную
подушку фундамента:
= 267.9 кПа;
= 20.7 кПа;
PII max = 267.9кПа < 1,2×R = 1,2×742.75 = 891.3 кПа;
PII min = 20.7 кПа > 0;
кПа < R = 742.75 кПа.
Все требования по ограничению давлений выполнены.
Определение толщины распределительной подушки
Назначаем в первом приближении толщину песчаной подушки hп
= 0,5 м. Проверяем выполнение условия
sz=(szp-s zg)+szg≤Rz
для этого определяем при z = hп = 0,5 м:
а) szg = gII×dw
+ gsb II×(d - dw) + gsb п × z = 18,84 × 0,9 + 9,6 ×
(2,05 - 0,9) + 10,7 × 0,5 =
33.35 кПа;
б) szp = a×(PII mt) = 0,872 ×667.75 = 582.3 кПа,
a = 0,872 для 
и 
.
s zg= aszg =0,872*33.35=29.08 кПа
в) 
м2; 
; м; 
м;
sz=(szg-s zg)+szp =
33.35-29.08 + 582.3 = 586.57 < Rz = 681.75 кПа.
Условие проверки выполняется.
Расчет осадки методом послойного суммирования
Для расчета осадки фундамента методом послойного суммирования
составляем расчетную схему, совмещенную с геологической колонкой по оси
фундамента А-5.
Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента
при планировке срезкой в соответствии с п. 5.6.40 СП 22.13330.2011:
Дополнительное вертикальное давление на основание от внешней
нагрузки на уровне подошвы фундамента:
szp 0 = PII
mt = 667.75 кПа.
Соотношение сторон подошвы фундамента:
.
Значения коэффициента a устанавливаем по 5.8 СП
22.13330.2011.
Для удобства пользования указанной таблицей из условия:
принимаем толщину элемента слоя грунта hi = 0,25 × b = 0,25 × 1.8 = 0,35 м.
Дальнейшие вычисления сводим в таблицу.
Определение осадки
zi, м zi + d, мaszp = a×Pmt,
кПаszg = szg,0 +
+ gsb,i ×
ziт,
кПаs zg = a×szg,0,
кПа0,5×szg,
кПаЕ,
|
кПа
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0
|
0,00
|
2,05
|
1,000
|
667,75
|
28
|
28
|
14
|
45000
|
|
0,35
|
0,39
|
2,4
|
0,974
|
650,22
|
31,745
|
27,265
|
15,8725
|
45000
|
|
0,7
|
0,78
|
2,75
|
0,873
|
582,61
|
34,72
|
24,43
|
17,36
|
13000
|
|
1,05
|
1,17
|
3,1
|
0,733
|
489,54
|
38,08
|
20,5275
|
19,04
|
13000
|
|
1,40
|
1,56
|
3,45
|
0,593
|
395,98
|
41,44
|
16,604
|
20,72
|
13000
|
|
1,75
|
1,94
|
3,8
|
0,473
|
315,93
|
44,8
|
13,2475
|
22,4
|
13000
|
|
2,1
|
2,33
|
4,15
|
0,378
|
252,58
|
48,16
|
10,591
|
24,08
|
13000
|
|
2,45
|
2,72
|
4,5
|
0,305
|
203,75
|
51,52
|
8,5435
|
25,76
|
13000
|
|
2,8
|
3,11
|
4,85
|
0,165
|
110,18
|
54,88
|
4,62
|
27,44
|
13000
|
|
3,15
|
3,50
|
5,2
|
0,170
|
113,77
|
58,24
|
4,7705
|
29,12
|
13000
|
|
3,5
|
3,89
|
5,55
|
0,146
|
97,32
|
61,60
|
4,081
|
30,80
|
13000
|
|
3,85
|
4,28
|
5,9
|
0,125
|
83,64
|
62,50
|
3,507
|
30,75
|
13000
|
|
4,2
|
4,67
|
6,25
|
0,109
|
72,45
|
64,54
|
3,038
|
32,27
|
9000
|
5,06
|
6,6
|
0,095
|
63,52
|
67,59
|
2,6635
|
33,79
|
9000
|
|
4,9
|
5,44
|
6,95
|
0,084
|
56,09
|
70,63
|
2,352
|
35,32
|
9000
|
|
5,25
|
5,83
|
7,3
|
0,074
|
49,41
|
73,68
|
2,07
|
36,84
|
9000
|
|
5,6
|
6,22
|
7,65
|
0,075
|
50,08
|
76,72
|
2,10
|
38,36
|
9000
|
|
5,95
|
6,61
|
8
|
0,059
|
39,31
|
79,77
|
1,65
|
39,88
|
9000
|
На глубине Hc=5,95 м от подошвы фундамента
выполняется условие СП 22.13330.2011 п. 5.6.41 ограничения глубины сжимаемой
толщи основания (ГСТ):
szp= 39,31 кПа » 0,5×szg = 39,88 кПа,
поэтому послойное суммирование деформаций основания
производим в пределах от подошвы фундамента до ГСТ.
Осадку основания определяем по формуле:
= 0,0816 м = 4,16 см.
Условие S = 8,16 см < Su = 15,0 см выполняется
(значение Su = 15,0 см принято по таблице прил. Д СП 22.13330.2011).
Рис. 4 Расчетная схема распределения напряжений в основании
фундамента на распределительной подушке по оси К-5
6. Расчет и проектирование свайного фундамента
Рассмотрим вариант свайного фундамента из забивных свай сечением
300x300 мм, погружаемых дизельным молотом.
Глубина заложения подошвы ростверка
Назначаем глубину заложения подошвы ростверка:
Расчетная глубина промерзания грунта от поверхности планировки DL
равна df = 1,5 м.
По конструктивным требованиям, также как и для фундамента на
естественном основании верх ростверка должен быть на отметке - 0,700, размеры
подколонника в плане lcf x bcf = 1500 x 1200 мм,
высота подколонника не менее dp = 1500 мм. Минимальная высота
ростверка должна быть
r ³ dp + 100 = 1600 мм = 1,6 м.
Для дальнейших расчетов принимаем большее из двух значений (1,5 и
1,6 м), т.е. hr = 1,6 м (кратно 150 мм), что соответствует глубине
заложения - 2,05 м (абс. отм. 97.100).
Необходимая длина свай
В качестве несущего слоя висячей сваи принимаем суглинок
полутвердый (слой 4), тогда необходимая длина сваи должна быть не менее: lсв
= h1 + h2 + h3 = 0,05 + 5,7 + 1 = 5,85 м;
Принимаем типовую железобетонную сваю С-80.30-6 (ГОСТ 19804.1-79*)
квадратного сечения 300 х 300 мм, длиной L = 8 м. Класс бетона сваи В15.
Арматура из стали класса А-I 4 Æ12, объем бетона 0,64 м3, масса
сваи 1,6 т, толщина защитного слоя ав = 20 мм.
Несущая способность одиночной сваи
Определяем несущую способность одиночной сваи из условия
сопротивления грунта основания по формуле (7.8) СП 24.13330.2011:
Fd = gC × (gCR ×
R ×
A + U ×
ågcf × fi × hi).
В соответствии с расчетной схемой сваи устанавливаем из табл. 7.2
СП 24.13330.2011 для суглинка при z = 10,07
м расчетное сопротивление R = 3700 кПа.
Для определения fi расчленяем каждый однородный пласт грунта
(инженерно-геологический элемент) на слои Li £ 2 м и устанавливаем среднюю глубину
расположения zi каждого слоя, считая от уровня природного рельефа. Затем по табл.
7.3 СП 24.13330.2011, используя в необходимых случаях интерполяцию,
устанавливаем:
для суглинка при JL =
0,55 и z1 = 2,6 м Þ f1 = 16 кПа;
для суглинка при JL =
0,55 и z2 = 4,6 м Þ f2 = 19,9 кПа;
для суглинка при JL =
0,55 и z3 = 6,235 м Þ f3 = 21,62 кПа;
для суглинка при JL =
0,9 и z4 = 8,760 м Þ f4 = 7 кПа.
для песка среднезернистого z4 = 10,235
м Þ f5 = 65,33 кПа.
Площадь опирания сваи на грунт А = 0,3 х 0,3 = 0,09 м2,
периметр U = 0,3 × 4 = 1,2 м. Для сваи сплошного сечения, погружаемой забивкой
дизельным молотом, по табл. 7.4 СП 24.13330.2011 gCR = gCf =1, gС = 1. Тогда:
Fd =1×[1×3700×0,09 + 1,2×1×(16*2 + 19,9*2 + 21,62*0,47+ 7*1,78+65,33*1,17)] =538,03
кН.
Рис. 5 Расчетная схема к определению несущей способности сваи по
грунту
Требуемое число свай
Определяем требуемое число свай в фундаменте в первом приближении
при Ncol I = 1339,3 кН:
Принимаем n = 6.