Братанов диссертация. 1 Подрабатываемые территории 9 Общие данные 9
 Скачать 3.69 Mb.
|
|
2.6. Основания и фундаменты Исходные данные. Фундаменты здания принимаем плитно-свайные: монолитная железобетонная плита-ростверк, толщиной 600мм и забивные железобетонные сваи круглого сечения, диаметром 300мм и длинной 13 и 14м. Бетон свай В25 W6 на сульфатостойком цементе. Верхний конец сваи заделать в ростверк на 50 мм, а рабочую арматуру сваи на 450 мм. Стены подвальной части здания – фундаментных блоков, толщиной 400 и 500 мм. Определение длины и несущей способности сваи ИГЭ-1 – Суглинок тяжелый, пылеватый, твердый, просадочный, незасоленный имеет следующие физико-механические свойства : rн =1,75 г/см3, rII = 1,73 г/см3, jн = 21°, jII =20,5°, сн = 16,0 кПа = 0,16 кгс/см2, сII = 15,0 кПа = 0,15 кгс/см2, е = 0,82%, JL = 0,71, Е = 4,8МПа. ИГЭ-1а – Песок пылеватый, рыхлый, маловлажный, просадочный, незасоленный, неоднородный: rн =1,69 г/см3, rII = 1,65 г/см3, jн = 22°, jII =21°, сн = 0,0 кПа = 0,0 кгс/см2, сII = 0,00 кПа = 0,0 кгс/см2, е = 0,67%, Е = 12,9 МПа. ИГЭ-2 – Суглинок тяжелый, пылеватый, тугопластичный, непросадочный: rн =1,93 г/см3, rII = 1,92 г/см3, jн = 17°, jII =15°, сн = 18,5 кПа = 0,185 кгс/см2, сII = 12,0 кПа = 0,12 кгс/см2, е = 0,72, JL = 0,48, Е = 9,4 МПа. ИГЭ-2а – Суглинок тяжелый, пылеватый, полутвердый, непросадочный: rн = 1,94 г/см3, rII = 1,93 г/см3, jн = 19°, jII = 19°, сн = 18,0 кПа = 0,18кгс/см2, сII = 15,5 кПа = 0,155 кгс/см2, е = 0,71, JL = 0,18, Е = 10,0 МПа. ИГЭ-3 – Глина легкая, пылеватая, полутвердая, непросадочная: rн = 1,95 г/см3, rII = 1,94 г/см3, jн = 18°, jII = 17°, сн = 30,0 кПа = 0,30 кгс/см2, сII = 27,0 кПа = 0,27 кгс/см2, е = 0,73, JL = 0,15, Е = 21,5 МПа. ИГЭ-4 – Суглинок тяжелый, пылеватый, твердый, непросадочный: rн = 1,98 г/см3, rII = 1,98 г/см3, jн = 20°, jII =19°, сн= 20,0 кПа = 0,20 кгс/см2, сII = 21,0 кПа = 0,21 кгс/см2, е = 0,64, JL = 0,11, Е = 15,8 МПа. ИГЭ-5 – Песок мелкий, плотный, насыщенный водой, неоднородный: rн = 2,01 г/см3, rII = 2,01 г/см3, jн = 35°, jII =35°, сн = 0,00 кПа = 0,00 кгс/см2, сII = 0,00 кПа = 0,00 кгс/см2, Е = 48 МПа. Схема геологического изыскания Сваи приняты круглого сечения диаметром 300мм из мелкозернистого бетона кл. В 30, марки W6, приготовленного на цементе по ГОСТ 22266-94. Длина свай принята L= 14.0 м. Размеры плиты: 39,15х18,95 м Площадь фундаментной плиты: А = 742 м2 . 2.7. Сбор нагрузок на фундаментную плиту Вес конструкций полов и покрытий.
Вес конструкций стен, перегородок и витражей на один этаж. Значения полезной нагрузки.
Среднее давление под подошвой фундамента: Р=2,683+0,85х10+187,63+1,20+2,40+2,0х8+6,264х10+0,24х10+0,74х 10+0,182х10 =237кПа. Суммарная расчетная вертикальная нагрузка от здания с учетом веса плиты: ΣN = 237кПа х 742 м2=175854кН. 2.8. Определение расчетной нагрузки, допускаемой на сваю 1.Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по несущей способности грунтов, определяется согласно СНиП 2.02.03-85: N≤Fd/γk 2.Несущая способность сваи: Fd =γc(γcRRA+u∑γcffihi), где gc - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый gc = 1; R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа(тс/м2); A - площадь опирания на грунт сваи, м2, принимаемая по площадипоперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру, или по площади сваи-оболочки нетто; u - наружный периметр поперечного сечения сваи, м; fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания набоковой поверхности сваи, кПа (тс/м2); hi - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковойповерхностью сваи, м; gcR, gcf- коэффициенты условий работы грунта соответственнопод нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунт.
3. Расчетная допускаемая нагрузка по условию: N≤Fd/γk=1090,8/1,4=779,1 кН Вес элемента (l = 14.0 м) 4.Расчетная допускаемая нагрузка на сваю, за вычетом её веса: Nдоп =779,1 - 47,16 = 732 кН. 5.Расчетная допускаемая нагрузка по прочности материала ствола (бетон кл. В30): Nств=f*R0*A0=0,75*6502,5*0,1225=597,4 кН где R0=γh2 γh3 γh9*Rb=1*0,85*0,9*8500=6502,5кПа из двух значений расчетных допускаемых нагрузок принимаем меньшее, т.е. Nдоп= 597,4 кН. 6,При Рср=237кПа под плитой и оптимальной расстановке свай по сетке 1.3х1.3 м, фактическая нагрузка на 1 сваю составляет: Nф= Рсрх bр х lС = 237 х 1.3 х 1.3 = 382 кН Количество свай, фактически расставленных непосредственно под плитой, n = 380 шт., т.е. при общей расчетной нагрузке 175854 кН на 1 сваю приходится N = 175854/380 =462,8 кН 2.9. Расчет осадки свайного фундамента При расчете осадки основания запроектированного свайного фундамента строим условный фундамент. Определяем осредненное значение угла внутреннего трения :
Где: φIIi – расчетное значение угла внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта, толщиной Нi H – глубина погружения сваи в грунт Пmt = 2.07*16.8+ 0.8*18.4 + 3.5*19.9 +18.8*6.6 = 18.70;jПmt = 4.680;tg4.680 = 0.082 134 a1= Htg(jПmt/ 4)=13*0.082=1.06м. В направлении оси у (ширина подошвы условного фундамента bу ) bу =16,83 + 2*1,06 = 18,95м. направлении оси х (длина подошвы условного фундамента ly ) ly =37,03+ 2*1,06= 39,15 м. Определяем нагрузку на грунт на уровне нижнего острия свай. Определяем объем грунта условного фундамента до уровня подошвы ростверка: V1=39,15x18,95x13=9645м3 Объем 380 свай: Vсв=0,1225х13х380=605,2м3 Определяем удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды по слоям: Слой 1: γ= 26,9-1 =15,3кН / м3 1+ 0,755 Слой 2: γ= 27,1-1 = 9,4кН / м3 1+ 0,818 Слой 3: γ= 26,9-1 =10кН / м3 1+ 0,686 Слой 4: γ= 27,2-1 =10,2кН / м3 1+ 0,68 Средний удельный вес грунта под подошвой ростверка до низа свай: γср=15,3*2,07 + 9,4*0,8+10*3,5+10,2*6,6 =10,9кН / м3 13 Вес грунта от острия свай до подошвы ростверка: G1=96450*1.09=105130кН Вес свай с учетом взвешивающего действия воды: Gсв=(2.5-1)x6052=9078кН Объем грунта условного фундамента выше отметки ростверка (до планировочной отметки): V3=39.15*18.95*3.83-37.03*16.83*3.83=454м3 Вес грунта выше отметки ростверка: G3=1.95*5030=9810кН Суммарный вес грунта от планировочной отметки до острия свай: G=105130+9078+9810=124018кН Максимальная вертикальная нагрузка на уровне подошвы ростверка: N=217870+(31000x0.63+1300)x0.9=236600кН Nmax=217870+31000x063=237400кН. Давление под подошвой условного фундамента: P=(156860+237400/1.2)/(39.15x18.95)=375кН/м2. В основании условного фундамента слой 4: φII=19i; Mγ=4,7, Mq=28,9, Mc=54,8, CII=15,8МПа=158кг/см2=1580кН/м2 Грунт – глина полутвердая непросадочная: Il=0.15, γc1=1.25, γc2=1, к=1, Kz=8/24.4+0.2=0.53 d1=13+3.83=16.8м. R =1,25*1,0(4,7*0,53*24,4*2+28,9*16,8*1,09 + 54,8*3,7)= 1067кН/м2. 1,0 Условие P= 375кН/м2.< R =1067кН/м2 - выполняется. Pmax=375+(7820/1.4*38.8*24.42)=434кН/м2<1.2R. Давление от собственного веса грунта под подошвой условного фундамента: Р=19,7*3,5+15,3*2,4+9,4*0,8+10*3,5+10,2*6,6=215,5кН/м2. Дополнительное давление под подошвой условного фундамента: P0=375-216=159 кН/м2. Определение осадки Для слоя ИГЭ-3 Е=21,5 МПа>10МПа. Т.к. b=24.4м>10м, расчет осадки в соответствии с п. 2.40 СНиП 2.02.01-83 п.п. б, производим по методу линейно-деформируемого слоя. Осадка основания с использованием расчетной схемы линейно деформируемого слоя определяется по формуле  где р- среднее давление под подошвой фундамента; b- ширина прямоугольного или диаметр круглого фундамента; kc и km -коэффициенты, принимаемые по табл. 2 и 3 СНиП 2.02.01- 83; n- число слоев, различающихся по сжимаемости в пределахрасчетной толщи слоя Н, определяемой в соответствии с указаниями п. 8 СНиП 2.02.01-83; ki и ki-1- коэффициенты, определяемые по табл. 4 СНиП 2.02.01-83 взависимости от формы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, на которой расположены подошва и кровля i-го слоя соответственно zi=2zi/b и zi-1=2zi-1/b Еi - модуль деформации i-го слоя грунта. Вычисляем толщину линейно-деформируемого слоя: H0=9м, р=375 кН/м2, Кр=0,8+0,001(375-100)=1,08 Ψ=0,15, Н=(9+0,15х24,4)х1,08=13,7 м. ξ=2Н/b=2*13.4/24.4=1.1 → Kc=1.3, По табл. 3 СНиП 2.02.01-83, Km=1.5, η=39,15/18,95=1,6, z1=0; z2=13,7м; ξ1=0; ξ2=2*13,7/24,4=1,12, η=1,6 K2=0,2+(0,1/0,4)*0,32=0,28  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||