Материал: Курсовая работа (курсовой проект) по учебному курсу Основания и фундаменты Вариант 4 (при наличии)

Исходные данные принимаются по п. 8.1.

Расчетная нагрузка на кустовой фундамент N₀₁ = 3790 кН.

Расчетная несущая способность сваи по грунту  кН.

Определить число свай в кусте, распределить их в плане, спроектировать ростверки и свайный кустовой фундамент.

Необходимое число свай в кусте:



Принимается n = 8 с округлением значения в большую сторону.

Распределение свай в плане производится с расстоянием между осями свай



Конструктивная схема свайного кустового фундамента показана на рисунке 11.

Размеры ростверка в плане:





Рисунок 13 - Монтажная схема свайного кустового фундамента

9.3. Расчет осадки свайного кустового фундамента

Используем их значения при построении эпюры природного давления и вспомогательной эпюры 0,2 для определения границы сжимаемой толщи. Природное давление на подошву условного фундамента на отметке – 7,10 составит кПа.

Значения передаваемых кустовым фундаментом нагрузок на грунт зависят от числа свай в фундаменте, их длины, расстояния между сваями, свойств грунта.



где h – глубина погружения сваи в грунт;

φ_mt – осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта



где φ_i – расчетные значения углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта мощностью h_i.

Размеры подошвы условного квадратного фундамента:



где a – расстояние между осями свай;

m – количество рядов свай по ширине фундамента;

d – диаметр круглого или сторона квадратного сечения сваи.

Нагрузка от ростверка и стен подвала до обреза фундамента:

кН (см. п. 8.2).

Нагрузка от свай:



Нагрузка от грунта в объеме САВД фундамента

Площадь грунта под ростверком:





Давление на подошву условного фундамента:

кПа.

Дополнительное давление на подошву условного фундамента:

кПа.

Толщина эквивалентного слоя:

h_э= Аωb = 1,02 ∙ 0,95 · 2,9 = 2,8 м,

где ;

Мощность сжимаемой толщи: Н =2 h_э = 2·2,8 = 5,6 м.

При глубине заложения подошвы условного фундамента d= 7,1 м в сжимаемую толщу входит III слой грунта с модулями деформацийE_III= 27 МПа,

Относительные коэффициенты сжимаемости для:

ν_III = 0,12; ;

m_{υI I I} = β_{I I I} / E_{I I I} = 0,967/27 = 0,036 МПа^-1 ;

Конечная осадка фундамента

=355·2,8·3,6·10^-5 =0,036 м = 3,6 см

Проверка условия

S=3,6 см < S_u =10 см – условие удовлетворяется.



Рисунок 14 - Расчётная схема осадки свайного кустового фундамента

10. Проектирование свайных ленточных фундаментов

10.1. Конструирование свайного ленточного фундамента

При конструировании ленточного свайного фундамента необходимо рассмотреть варианты размещения свай в один и в два ряда с монолитными ростверками. Размеры ростверков назначают конструктивно с последующей проверкой их расчета по прочности. Сопряжение свай с ростверком может быть шарнирным и жестким.

10.2. Определение числа свай и размещение их в плане

Исходные данные:

− грунты, нормативная нагрузка на 1 погонный метр фундамента, конструкция свай и способ ее погружения – по заданию;

− размеры и несущую способность висячей одиночной сваи принимать по результату расчета на вертикальную нагрузку (п. 8.2).

Требуется определить минимальное расстояние между сваями и спроектировать однорядный и двухрядный свайные ленточные фундаменты.

Расчетная нагрузка на 1 м фундамента:



где γ_f = 1,2 – коэффициент надежности по нагрузке.

Минимальное расстояние между сваями:



где d = 0,3 м – больший размер поперечного сечения сваи.

Максимальное расстояние между сваями в ряду по несущей способности при их размещении:

- в один ряд



- в два ряда



Принимаем α₁ = 0,7 м; α₂ = 1,4 м; высота ростверка h = 0,4 м; глубина заложения подошвы ростверка d = 1,6 м; стены подвала до обреза фундамента – три ряда бетонных блоков ФБС 24.5.6; ростверк железобетонный.

Конструкция свайных фундаментов показана на рисунке 15.


Рисунок 15 - Свайные фундаменты с монолитным ростверком

Проверка фактической нагрузки на сваю:

а) размещение сваи в один ряд:



где

q_q = 0, так как грунта на ростверке нет.

Принимаем а = 0,7 м;

б) размещение сваи в два ряда



где

;



Условие N < F соблюдается, принимаем а = 1,4 м.

10.3. Расчет осадки свайного ленточного фундамента

Производим расчет фундамента с однорядным размещением свай как более экономичного по расходу бетона на изготовление ростверка.

Напряжения от собственного веса грунта определены в пункте 5.3. Используем их значения при построении эпюры природного давления G_zq и вспомогательной эпюры 0,2 G_zq для определения границы сжимаемой толщи. Природное давление на подошву условного фундамента на отметке 7,10 составит:



Осредненное значение угла внутреннего трения для толщи грунта, пронизываемой сваей:



Высота условного фундамента до низа ростверка h_red = 5,7 м.

Ширина условного фундамента:





Нагрузка от ростверка и стен подвала до обреза фундамента:

q_f= 28,9 кН/м (см. п. 8.2).

Нагрузка от свай, приходящихся на 1 м фундамента:



Нагрузка от грунта в объеме САВД на 1 м фундамента:



Давление на подошву условного фундамента:



Дополнительное давление на подошву условного фундамента:



Соотношение сторон ленточного фундамента



Основание под концом сваи разбиваем на слои толщиной



Таблица 2 – Расчет осадки ленточного свайного фундамента

Толщина слоя, м	Расстояние от подошвы до слоя Ƶ	ζ =	Α	Давление на слой σzp= α‧Pɑ,кПа	Среднее давление σƶр,i, кПа		Еi, кПа		Осадка элементарного слоя, мм Si=β
1	2	3	4	5	6		7		8
0	0	0	0	215			27∙103
1	1	0,8	0,881	189	202				6
1	2	1,6	0,693	149	169				5
1	3	2,4	0,470	101	125				3,7
1	4	3,2	0,360	77	89				2,6
1	5	4	0,285	61	69				2
1	6	4,8	0,230	50	56				1,7
						∑Si=21

Si = 21 мм, что меньше допустимой осадки = 100 мм.



Рисунок 16 - Расчетная схема осадки свайного фундамента