Курсовая работа (т): Проектирование фундаментов ремонтного цеха в г. Тобольске

=2,4 см < S_u=10 см

=> условие выполняется, основание удовлетворяет требованиям СП.

4.5 Расчет прочности кровли подстилающего слоя

Подстилающим слоем служит мелкий песок (2-й слой). Должно соблюдаться следующее условие:

σzg+ σzp≤Rz

g_с1 = 1,1 - коэффициент, условий работы, принимаемый по табл. 5.4;

g_с2 = 1 - коэффициент, условий работы, принимаемый по табл. 5.4;- коэффициент, принимаемый равным: k = 1, т.к. прочностные характеристики грунта определены непосредственными испытаниями;

М_g = 0,29 - коэффициент, принимаемый по табл. 5.5;

М_q = 2,17 - коэффициент, принимаемый по табл. 5.5;_c = 4,46 - коэффициент, принимаемый по табл. 5.5;_z - коэффициент, принимаемый равным k_z = 1 при b < 10 м;_I = 1,2 м - глубина заложения фундамента;_b =2 м - глубина подвала;

Р₀ =139,4 кПа

σ_zg=41,4 кПа;

σ_zp=124,76 кПа - (из табл. 2 значения соответствующие 1 элементарному слою)

А_z=N/σ_zp=899,7/124,76=7,2 м²;

;

;

σ_zg+ σ_zp=41,4+124,76=166,16 кПа < R_z=191,2кПа;

Условие выполняется. Прочность кровли подстилающего слоя обеспечена.

4.6 Расчет крена фундамента

Крен фундамента i при действии внецентренной нагрузки определяется по формуле:

где k_e =0,57- коэффициент, принимаемый по таблице 5.9 [1];

E и ν - соответственно модуль деформации, кПа, и коэффициент поперечной деформации грунта основания (значение принимают по таблице 5.10); в случае неоднородного основания значение принимают средними в пределах сжимаемой толщи в соответствии с указаниями 5.6.45 [1];

N - вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок на фундамент в уровне его подошвы, кН;

e - эксцентриситет, м;

a=3,0м - сторона прямоугольного фундамента (м), в направлении которой действует момент;

Средние (в пределах сжимаемой толщи Hc) значения модуля деформации , кПа, и коэффициента Пуассона грунтов основания определяют по формулам:

5. Расчёт свайных фундаментов

Рассчитаем свайный фундамент, загруженный внецентренно.

Принимаем марку свай - С 70-40;

Глубина котлована d = 3,2 м;

Способ погружения свай - погружение механическим дизель-молотом.

Схема сваи

Принимаю сваю маркой С70-40-8.

5.1 Расчет несущей способности сваи

Таблица №7

Способ погружение забивных свай - вибропогружение.

Сваю следует рассчитывать исходя из условия:

;

где:

 - расчетная нагрузка, передаваемая на сваю;

 - расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи;

 - коэффициент надежности;

Несущая способность сваи:

;

где:

g_c - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый g_c = 1;- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи; R=1400кПа.- площадь поперечного сечения сваи;- наружный периметр сваи;_i - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи;_i - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи;

g_cr - коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи, учитывающий влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления; g_cr =1

g_cf - коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, учитывающий влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта;

F_d=1·[1·1400·0,16+1,6·1·(0,8·7,8+1,0·19,8+1,0·21,0+1,0·21,8+1,0·22,3+1,0·22,6+1,0·23,1+0,8·7)]=415кН.

Сила расчетного сопротивления сваи по грунту с учетом коэффициента по надежности:

;

Определим давление под подошвой фундамента:

Несущая способность сваи на выдергивание:

g_c=0,8 (при длине сваи >4м) - коэффициент условий работы сваи; R=0

F_d=0,8·1,6·1·(0,8·7,8+1,0·19,8+1,0·21,0+1,0·21,8+1,0·22,3+1,0·22,6+1,0·23,1+ 0,8·7)=153кН.

5.2 Определение количества свай и конструирование свайного ростверка

Найдем площадь ростверка:

;

где:

Р_рост - давление по подошве фундамента;_р - глубина заложения ростверка;

g_ср = 20 кН/м3 - среднее значение удельного веса материала ростверка и грунта на его уступах;

g_f =1,05- коэффициент надежности по нагрузке.

Количество свай:

где:₀ - нагрузка от выше лежащих конструкций;_рост - площадь ростверка;

g_ср = 20 кН/м3 - среднее значение удельного веса материала ростверка и грунта на его уступах;_р - глубина заложения ростверка;

 - коэффициент надежности;_d - несущая способность сваи.

Принимаю:5 свай.

Площадь ростверка 8,64 м²

Размеры ростверка принимаем 3,6х2,4х0,6м.

Проверка давления приходящегося на одну сваю

₀ - нагрузка на фундамент от выше лежащих конструкций;_рост - вес ростверка;_гр - вес грунта лежащего на уступах;

;

;

 - условие выполняется.

5.3 Расчёт осадки (деформации) основания свайного фундамента

Средний угол внутреннего трения:

;

.

) По длинной стороне: ;

l_св - глубина погружения сваи = 8,6 м;

₀ = 3·d=3·0,4=1,2м;

- средневзвешенное значение угла внутреннего трения:

;

;

;

2) По короткой стороне:

b₀ = 1,2 м

Давление грунта у подошвы условного фундамента:

;

где:- нагрузка на фундамент;_р - вес ростверка;_св.- вес сваи;_гр. - вес грунта;

А_усл. - ширина условного фундамента;

Вес свай:

;

Вес грунта:

;

Вес ростверка:

;

;

Расчетное сопротивление грунта основания:

- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента;

 - то же, залегающих выше подошвы с учётом взвешивающего действия воды;

 - удельный вес песка мелкого с учётом взвешивающего действия воды;

с_II =55 кПа - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;_I =11,8 м - глубина заложения фундамента;

Проверка условия:

P £ R;

,2кН/м² £ 620,7 кН/м² - условие выполняется.

Расчёт осадки фундамента глубокого заложения

Расчет оснований по деформациям производится исходя из условия ;

где:

 - совместная деформация основания и сооружения;

 - предельное значение совместной деформации основания и сооружения;

Осадка основания:

;

где:  - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i - том слое грунта;

 - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

 -модуль деформации и толщина i - го слоя грунта;

 - толщина i - го слоя грунта;

 - число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

Толщина элементарного слоя:

_i < 0,4∙b_усл = 0,4∙4,02 = 1,608 м;

Для 4 слоя (суглинка) принимаем h_i = 1,3м

где α - коэффициент, принимаемый по табл.5.8 [1];

Р₀ - дополнительное вертикальное давление на основание

Р₀ = Р_усл-σ_zg0

Р - среднее давление под подошвой фундамента

σ_zg0 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;

 - глубина заложения фундамента;

 - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;

Р₀ = 298,2 - 160,72 = 137,48 кПа

Нижняя граница сжимающей толщи основания принимается на глубине z = H_c , при выполнении условия σ_zp < 0,2× σ_zg, если Е > 5,0 МПа.

σ_zg - вертикальное напряжение от собственного веса грунта:

-удельный вес и толщина i-го слоя грунта;

Дополнительные вертикальные напряжения для каждого слоя:

;

Определение мощности сжимаемой толщи

Таблица № 8