d - сторона сваи, м
h - высота ростверка и стеновой части фундамента
- средний удельный вес материала ростверка, принимаемый 22 кН/м3
свай
Полученное значение округляем до целого числа - 7 свай и проектируем свайный фундамент из 7 свай. Расстояние между сваями принимаем равным 3d, чтобы получить минимальные размеры ростверка. Расстояние от края сваи до края ростверка - 0,1м. Тогда ширина b и длина l квадратного монолитного ростверка будут равны:
4.2.2 Определение высоты ростверка
Назначенная высота ростверка проверяется на изгиб и продавливание. В данном случае продавливание колонной невозможно, так как площадь продавливания гипотетической пирамиды продавливания значительно больше площади межсвайного пространства. Также невозможно продавливание сваями в условиях, когда площадью подколонника перекрывается весь свайный куст. При ширине ростверка 1,77м и общей высоте ростверка и подколонника 1,1м ростверк не работает на изгиб.
Принимаем высоту ростверка из конструктивных соображений hp=0,5м.
4.2.3 Проверка выполнения условия расчета основания по I предельному состоянию
Для этого находим фактическую нагрузку F, приходящуюся на одну сваю, и сравниваем ее с ранее полученной расчетной нагрузкой Pcb:
Где: Qp- нормативный вес ростверка и надростверковой конструкции
G - нормативная нагрузка от веса грунта на поверхности ростверка
,
где Vгр - объем грунта;
Условие первого предельного состояния выполняется.
4.2.4 Определение среднего вертикального давления под подошвой условного фундамента и проверка выполнения условия p<P
,
Где NII - нормативная вертикальная нагрузка на отметке низа пола первого этажа.
Qф - собственный вес колонны, подколонника, ростверка, свай
Qгр - вес грунта в объеме условного фундамента
Aусл - площадь подошвы условного фундамента
Для квадратного фундамента
Определение ширины условного фундамента и площади его подошвы
Где Ср - расстояние между рядами свай
d - сторона квадратной сваи
lcb - рабочая длина сваи
- среднее значение угла внутреннего трения слоев грунта в пределах рабочей длины сваи, но в связи с отсутствием трения по боковой поверхности в третьем слое (текучем суглинке) вместо рабочей длины используем расстояние от подошвы 3го слоя до подошвы усл. фундамента.
4.2.5 Определение среднего давления под подошвой условного фундамента
Для этого необходимо собрать нагрузки от собственного веса всех составных элементов условного фундамента, а также нагрузки от конструктивных элементов, находящихся над поверхностью условного фундамента.
Вес грунта в условном фундаменте:
Вес свай:
Вес ростверка:
Вес подколонника:
Вес колонны:
Вес ограждающих подвальных панелей:
Пригрузка от пола подвала:
Пригрузка грунтом с наружной стороны ограждающих подвальных панелей:
Среднее вертикальное давление p от всех нагрузок под подошвой условного фундамента:
4.2.6 Определение расчетного сопротивления грунта под подошвой условного свайного фундамента
1,4,
1,
1
1,25,
5,97,
8,25 - для песка средней крупности с ц = 310
1
20,21 кН/м3
= 15,43кН/м3
cII = 0 кПа
- приведенная глубина заложения
db = 2,05 - расстояние от планировочной отметки до пола подвала
R1 =
Условие p<R выполнено (498,4 < 1878,4). Расчет осадки на основе модели линейного деформирования грунта можно проводить.
5. Расчет фундаментов по деформациям
5.1 Расчет осадок фундаментов мелкого заложения
5.1.1 Осадки фундамента под колонны 1,2,8,9
Исходные данные:
- ширина фундамента b=2,2 м
- глубина заложения b=3,55 м
- среднее давление под подошвой фундамента p=379,7 кПа.
Вычисление ординат эпюры природного давления у zg приведено выше
На отметке подошвы фундамента
уzg 0= уzg 2 + г3 x h = 56,7 кПа
Вычисление ординат вспомогательной эпюры 0,2у zg,i:
|
уzg |
50,2 |
64,8 |
79,4 |
142,8 |
200,3 |
230,4 |
|
|
0,2уzg,i |
10,04 |
12,96 |
15,88 |
28,56 |
40,06 |
46,08 |
Вычисление ординат эпюры дополнительного давления у zp,I :
Сначала вычисляется верхняя ордината эпюры у zp,0 непосредственно под подошвой фундамента при z = 0;
уzp,0 = p - уzp,0 = 379,7-56,7=323 кПа
Затем вычисляем другие ординаты по формуле : уzp,I = уzp,0 x бi для различных глубин zi откладываемых от подошвы фундамента. Коэффициент бi для данных условий берутся по величине отношения длины фундамента l к ширине фундамента b, то есть :
з = l / b = 2,2 / 2,2 =1 - столбчатый фундамент и отношение о = 2z / b. Вычисления сводим в таблицу. Для отыскания нижней границы В.С. сжимаемой толщи Нс в этой же таблице приводятся значения 0,2уzg,i.
|
о = 2z / b |
Z=(о x b)/2 |
бi |
уzp,i, кПа |
hi, м |
0,2уzg, кПа |
Слои основания |
|
|
0 |
0 |
1 |
323 |
11,34 |
Песок песчаной подушки |
||
|
0,454 |
0,5 |
0,938 |
303 |
0,5 |
|||
|
0,909 |
1 |
0,747 |
241,3 |
0,5 |
|||
|
1,363 |
1,5 |
0,542 |
175,1 |
0,5 |
|||
|
1,818 |
2 |
0,387 |
125 |
0,5 |
|||
|
2,273 |
2,5 |
0,282 |
91,1 |
0,5 |
3 слой Суглинок текучий |
||
|
2,727 |
3 |
0,211 |
68,2 |
0,5 |
|||
|
3,181 |
3,5 |
0,162 |
52,3 |
0,5 |
|||
|
3,634 |
4 |
0,129 |
41,7 |
0,5 |
|||
|
4,087 |
4,5 |
0,104 |
33,6 |
0,5 |
|||
|
4,542 |
5 |
0,086 |
27,8 |
0,5 |
|||
|
5 |
5,5 |
0,072 |
23,3 |
0,5 |
|||
|
5,273 |
5,8 |
0,065 |
21 |
0,3 |
28,6 |
||
После подготовки всей информации, необходимой для расчета осадки, переходим к её вычислению в каждом грунтовом слое и суммируем в пределах сжимаемой толщи Нс. При расчете осадок принимаем коэффициент в = 0,8.
Вычисление осадок. Осадки в каждом грунтовом слое складываются из осадок входящих в него элементарных слоев полных и неполных.
Песок песчаной подушки ( 4 элементарных слоя)
3й слой ( восемь элементарных слоев)
Суммарная осадка S = 0,78 + 0,13 = 0,91 см < Sпред = 10 см.
Так как суммарная осадка не превышает допустимой по СНиП для каркасных зданий, то условие расчета по второму предельному состоянию выполняется. Использованные в расчете глубину заложения 3,55м и ширину фундамента 2,2м можно считать достаточными и окончательными.
5.2.2 Расчет прогнозируемых осадок для колонн 3,4,5,6,7
Исходные данные:
- ширина фундамента b=2,5 м
- глубина заложения b=3,55 м
- среднее давление под подошвой фундамента p=414,1 кПа.
Вычисление ординат эпюры дополнительного давления у zp,I :
Сначала вычисляется верхняя ордината эпюры у zp,0 непосредственно под подошвой фундамента при z = 0;
уzp,0 = p - уzp,0 = 414,1-56,7=357,4 кПа
Затем вычисляем другие ординаты по формуле : уzp,I = уzp,0 x бi для различных глубин zi откладываемых от подошвы фундамента. Коэффициент бi для данных условий берутся по величине отношения длины фундамента l к ширине фундамента b, то есть :
з = l / b = 2,5 / 2,5 =1 - столбчатый фундамент и отношение о = 2z / b. Вычисления сводим в таблицу. Для отыскания нижней границы В.С. сжимаемой толщи Нс в этой же таблице приводятся значения 0,2уzg,i.
|
о = 2z / b |
Z=(о x b)/2 |
бi |
уzp,i, кПа |
hi, м |
0,2уzg, кПа |
Слои основания |
|
|
0 |
0 |
1 |
357,4 |
11,34 |
Песок песчаной подушки |
||
|
0,4 |
0,5 |
0,96 |
343,1 |
0,5 |
|||
|
0,8 |
1 |
0,8 |
285,9 |
0,5 |
|||
|
1,2 |
1,5 |
0,606 |
216,6 |
0,5 |
|||
|
1,6 |
2 |
0,449 |
160,5 |
0,5 |
|||
|
2 |
2,5 |
0,336 |
120,1 |
0,5 |
|||
|
2,4 |
3 |
0,257 |
91,9 |
0,5 |
3 слой Суглинок текучий |
||
|
2,8 |
3,5 |
0,201 |
71,8 |
0,5 |
|||
|
3,2 |
4 |
0,16 |
57,2 |
0,5 |
|||
|
3,6 |
4,5 |
0,131 |
46,8 |
0,5 |
|||
|
4 |
5 |
0,108 |
38,6 |
0,5 |
|||
|
4,4 |
5,5 |
0,091 |
32,5 |
0,5 |
|||
|
4,64 |
5,8 |
0,083 |
29,7 |
0,3 |
28,6 |
||
|
4,8 |
6 |
0,077 |
27,51 |
0,2 |
4 слой Песок мелкий насыщенный водой |
||
После подготовки всей информации, необходимой для расчета осадки, переходим к её вычислению в каждом грунтовом слое и суммируем в пределах сжимаемой толщи Нс. При расчете осадок принимаем коэффициент в = 0,8.
Вычисление осадок. Осадки в каждом грунтовом слое складываются из осадок входящих в него элементарных слоев полных и неполных.
Песок песчаной подушки ( пять элементарных слоев)
3й слой ( семь элементарных слоев)
4й слой ( один элементарный слой)
Суммарная осадка S = 0,99 + 0,13+0,02 = 1,14 см < Sпред = 10 см.
Так как суммарная осадка не превышает допустимой по СНиП для каркасных зданий, то условие расчета по второму предельному состоянию выполняется. Использованные в расчете глубину заложения 3,55м и ширину фундамента 2,5м можно считать достаточными и окончательными.
5.2 Расчет осадок свайных фундаментов
5.2.1 Осадки фундаментов под колоннами 1,2,8,9
Исходные данные:
- ширина фундамента b=2,77 м
- глубина заложения b=14,25 м
- среднее давление под подошвой фундамента p=425,7 кПа.
Вычисление ординат эпюры природного давления у zg приведено выше.
На отметке подошвы фундамента уzg 0= уzg 2 + г3 x h = 56,7 кПа
Вычисление ординат вспомогательной эпюры 0,2у zg, необходимо только на глубинах ниже подошвы условного фундамента:
|
h0 |
14,25 |
15,00 |
16,00 |
|
|
уzg |
218,8 |
230,4 |
245,8 |
|
|
0,2уzg,i |
43,8 |
46,1 |
49,17 |
Вычисление ординат эпюры дополнительного давления у zp,I :
Сначала вычисляется верхняя ордината эпюры у zp,0 непосредственно под подошвой фундамента при z = 0;
уzp,0 = p - уzp,0 = 425,7-218,8=206,9 кПа
Затем вычисляем другие ординаты по формуле :
уzp,I = уzp,0 x бi
для различных глубин zi откладываемых от подошвы фундамента. Коэффициент бi для данных условий берутся по величине отношения длины фундамента l к ширине фундамента b, то есть :
з = l / b = 2,77 / 2,77 =1 - столбчатый фундамент и отношение о = 2z / b. Вычисления сводим в таблицу.
Для отыскания нижней границы В.С. сжимаемой толщи Нс в этой же таблице приводятся значения 0,2уzg,i.
|
о = 2z / b |
Z=(о x b)/2 |
бi |
уzp,i, кПа |
hi, м |
0,2уzg, кПа |
Слои основания |
|
|
0 |
0 |
1 |
206,9 |
43,8 |
Песок средней крупности средней плотности маловлажный |
||
|
0,361 |
0,5 |
0,964 |
199,5 |
0,5 |
|||
|
0,722 |
1 |
0,797 |
164,9 |
0,5 |
|||
|
1,083 |
1,5 |
0,662 |
137,0 |
0,5 |
|||
|
1,444 |
2 |
0,51 |
105,5 |
0,5 |
|||
|
1,805 |
2,5 |
0,391 |
80,9 |
0,5 |
51,47 |
||
|
2,166 |
3 |
0,303 |
62,7 |
0,5 |
|||
|
2,527 |
3,5 |
0,239 |
49,4 |
0,5 |