Определение несущей способности висячей забивной сваи



Содержание:  Стр. 1. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства………… 3     2. Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения……………………6   2.1. Назначение глубины заложения фундаментов…………………...……….…….6       3. Расчет свайных фундаментов ………………………………………………….…10     3.1. Выбор типа и вида свай …………………………………………………..……..10     3.2. Определение несущей способности висячей забивной сваи ….…………..….10     3.3. Предварительное проектирование ростверка …………………………….…...11     3.4. Определение нагрузки, приходящейся на сваю в ростверке …………………13       4. Технико-экономическое сравнение вариантов и выбор экономичного                    типа фундамента …………………………….………………………...14   4   5. Расчет осадки фундамента ………………………………………………..………19 4   5.1. Расчет осадки методом послойного суммирования ………………….……….19 4   5.2. Расчет осадки методом эквивалентного слоя …………………………………22 4   5.3. Расчет затухания осадки во времени …………………………………………..22 9   Список рекомендуемой литературы ……………………………………………..…26     5

Оценка инженерно-геологических

Условий площадки строительства

 

Оценку инженерно-геологических условий площадки строительства производим путём изучения геологических разрезов в пределах контура сооружения и определения значений условных расчётных сопротивлений грунта.

Физико-механические свойства грунтов

Наименование свойства

1-й слой 2-й слой 3-й слой
суглинок суглинок суглинок
Удельный вес, g (кН/м3) 19,2 19,1 20,5
Удельный вес минеральных частиц, gs (кН/м3) 27,0 27,0 27,3
Естественная влажность, W (в долях единицы) 0,31 0,21 0,25
Влажность на границе текучести, WL (в долях единицы) 0,19 0,16 0,19
Влажность на границе раскатывания, Wр (в долях единицы) 0,32 0,3 0,35
Угол внутреннего трения, j (градусы) 14 21 22
Удельное сцепление, Сн (кПа) 8 25 28
Коэффициент сжимаемости, mo (кПа) 6500 16000 19000

 

По приведённым характеристикам определяем расчетные характеристики грунта.

Й слой

1.Число пластичности

Jp = WL – Wp =0,32-0,19=0,13 (суглинок)

2.Показатель текучести

                             JL = (W – Wp) / Jp=(0,31-0,19)/0,13=0,92 (текучепластичные)                            

3.Коэффициент пористости

                               e = gs / g × (1 + W) – 1=27/19,2*(1+0,31)-1=0,841 кН/м3.

4.Степень влажности

                        Sr = (W×gs) / e×gw=(0,31*27,0)/(0,841*10)=0,995 (насыщенной водой)

5.Степень сжимаемост

                          Ео = 6500 кПа=6,5  мПа (повышенной сжимаемости)                     

6.Условное расчётное сопротивление.

При промежуточных значениях коэффициента пористости значение Rовычисляется по формуле

Ro(e,JL) = (е2 – е) /(е2 – е1) × [(1 – JL) Ro(1;0) + JL×Ro(1;0)] + (е – е1) /(е2 – е1) × [(1 – JL) Ro(2;0)+JL×Ro(2;1)]=(1,0-0,84)/(1,0-0,7)*((1-0,92)*250)+0,92*250)+(0,84-0,7)/(1,0-0,7)*(1-0,92)*200+0,92*100=182,18 кПа

Й слой

1.Число пластичности

Jp = WL – Wp =0,3-0,16=0,14 (суглинок)

 

2.Показатель текучести

                             JL = (W – Wp) / Jp=(0,21-0,16)/0,14=0,36 (тугопластичные) 

                          

3.Коэффициент пористости

                          e = gs / g × (1 + W) – 1=27/19,1*(1+0,21)-1=0,71 кН/м3.

4.Степень влажности

                        Sr = (W×gs) / e×gw=(0,21*27,0)/(0,71*10)=0,799 (влажные)

 5.Просадочность.

               еL = wL× gs / gw. =(0,32*27)/10=0,86 (просадочно набухающий)

                                    Jss =(еL-е/(1+е)=(0,86-0,799)/(1+0,799)=0,034                           

6.Степень сжимаемост

                          Ео =16000 кПа=16,0  мПа (средне сжимаемости)

                     

7.Условное расчётное сопротивление.

Ro(e,JL) = (е2 – е) /(е2 – е1) × [(1 – JL) Ro(1;0) + JL×Ro(1;0)] + (е – е1) /(е2 – е1) × [(1 – JL) Ro(2;0) + JL×Ro(2;1)]=(1,0-0,71)/(1,0-0,7)*((1-0,36)*250)+0,36*250)+(0,71-0,7)/(1,0-0,7)*(1-0,36)*250+0,36*100=244,92 кПа

Й слой

1.Число пластичности

Jp = WL – Wp =0,35-0,19=0,16 (суглинок)

 

2.Показатель текучести

                             JL = (W – Wp) / Jp=(0,25-0,19)/0,16=0,38 (тугопластичные) 

                          

3.Коэффициент пористости

                          e = gs / g × (1 + W) – 1=27,3/20,5*(1+0,25)-1=0,66 кН/м3.

4.Степень влажности

                        Sr = (W×gs) / e×gw=(0,25*27,3)/(0,66*10)=0,1,03 (насыщенной водой)

5.Степень сжимаемост

                          Ео = 33000 кПа=33  мПа (мало сжимаемое)

                

6.Условное расчётное сопротивление.

Ro(e,JL) = (е2 – е) /(е2 – е1) × [(1 – JL) Ro(1;0) + JL×Ro(1;0)] + (е – е1) /(е2 – е1) × [(1 – JL) Ro(2;0) + JL×Ro(2;1)]=(0,7-0664)/(0,7-0,5)*((1-0,38)*300)+0,38*300)+(0,66-0,5)/(0,7-0,5)*(1-0,38)*250+0,38*180=138,72 кПа

Расчет и конструирование фундаментов

Мелкого заложения

Назначение глубины заложения фундаментов

Расчётная глубина сезонного промерзания: (г. Ростов dfn=0,8)                                     

df = kh× dfn =0,8*0,6=0,48м

 

Размеры фундамента рассчитываем путем приближений.

                      

NII  и QII - продольная и поперечные силы; MII  - изгибающий момент;  d – глубина заложения;  b – ширина фундаментов;  db  - высота подвала;   hcf – мощность бетонного пола подвала;  dsрасстояние от подошвы фундамента до бетонного подвала; hст - высота стакана; hпл -высота плиты.

d=1+0,9+0,6=2,5 м

 

Определяем площадь подошвы фундамента в первом приближении:

                               =2480/(182-20*2,5)=18,73 м2                                   

где NII – расчетная вертикальная нагрузка на верхний обрез фундамента, собранная по второму предельному состоянию; Rо– условное расчетное сопротивление грунта, принимаемое по данным главы 2; γср – средний удельный вес тела фундамента и грунта на его обрезах, равный 17 кН/м3 при наличии и 20 кН/м3  при отсутствии подвала; dп - глубина заложения фундамента от природного рельефа.

После определения подошвы фундамента выбираем его ширину:

для отдельно стоящих фундаментов ширина подошвы зависит от соотношений размеров колонн:

для прямоугольных колонн - , где h – соотношение длины колонны к ее ширине.

=18,78/2=3,06м,

назначаем по конструктивным особенностям  b=3,3 м, l=2*3,9=6,6

d=2,5

 

Рассчитывается во втором приближении площадь подошвы фундамента. =1,1*1/1,1*(0,29*1,1*3,3*19,2+2,17*

2,5*19,2+4,69*8)=178,71 кН/м3.

 где k – коэффициент, принимаемый равным 1,1, если j и с приняты по таблицам и 1,0;gc1=1,1 и gc2 =1 - коэффициенты условий, принимаемые по табл. 3.2;  Mg=0,29, Mq =2,17, Mc=4,69- безразмерные коэффициенты, принимаемые по прил. 1; gII и g¢II– усредненные расчетные значения удельных весов грунтов, залегающих соответственно ниже и выше подошвы фундамента (кН/м3); cII=8 – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (кПа); d1=2,5-глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки.

 

Для окончательного назначения размеров фундамента проверяют следующие условия: для отдельно стоящих фундаментов:

Р=165,14≤ R=178,71,

Pmax =190,64≤ 1,2R=1,2*178,71=213,72

Pmin  / Pmax  =0,73> 0,25.

Среднее давление по подошве фундамента

                                                                   

где Nсум– суммарная вертикальная нагрузка на подошву фундамента; А - площадь подошвы фундамента.

Nсум = NII + Nф + Gгр=2480+356,64+760,12=3596,76 кН

                

где NII -  вертикальная продольная сила на обрезе фундамента, определенная при сборе нагрузок; Nфвес фундамента; Gгр – вес грунта на обрезах фундамента.

Gгр=(3,3*6,6*2,5-20,05)*19,2=1075,2 кПа

Nф=(2*1*0,9+3,3*6,6*0,6)*24=760,128 кН

=3596,76/18,73=165,14 кН

 

 Максимальное и минимальное значения давления по подошве фундамента вычисляются по формуле:

                                 ,          

 

где Мсум – суммарный изгибающий момент по подошве фундамента; W – момент сопротивления подошвы фундамента.

                                 Мсум = МII + QII ×hф=160+180*2,5=610кН                      

 

где МII изгибающий момент, действующий на верхнем обрезе фундамента и  определенный при расчете рамы; QII  - поперечная сила, определенная при расчете   рамы; hф– высота фундамента.

   Момент сопротивления площади подошвы фундамента определяют по формулам:

для столбчатых фундаментов:

                                     =3,3*6,6*6,6/6=23,95                                  

где l и b – длина и ширина подошвы фундамента.

=165,14-610/23,95=139,6

=165,14+610/23,95=190,64

Pmin  / Pmax =0,63> 0,25.

Следовательно размеры фундамента приняты правильно.

      3. Расчет свайных фундаментов

Выбор типа и вида свай

 Сваи пинимаем СВ8-35, сечение 0,35 Х 0,35

Определение несущей способности висячей забивной сваи

Наиболее распространенным методом определения несу­щей способности висячей забивной сваи по грунту, которым пользуются на стадии технического проекта, является прак­тический метод расчета по таблицам расчетных сопротивле­ний грунтов. Несущая способность Fd висячей забивной сваи, работающей на сжимающую нагрузку, следует опре­делять как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижнем концом сваи и на ее боковой поверхности

                 ,                     

где γс - коэффициент условия работы сваи в грунте, принимаемый γс = 1,0; R=4000 - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, оп­ределяемое по табл. 2; А=0,1225 - площадь опирания на грунт сваи, принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто; U=1,4 - наружный периметр поперечного сечения сваи; fi - расчетное сопро­тивление 1-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, опре­деляемое по прил. 7; hi - толщина i-го слоя грунта, сопри­касающегося с боковой поверхностью сваи; γcR , γсf - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности свай, учитывающие влияние способа погружения сваи на рас­четные сопротивления грунта (для свай, погружаемых механическими, паровоздушными и дизельными молотами γcR = γсf = 1,0).

=1,0(1*4000*(0,35*0,35)+1,4*(7,2+9,1+62+66+47,6)=758,66

Для вычисления несущей способности сваи по вышеука­занной формуле необходимо вычертить на миллиметровой бумаге в масштабе 1:100 или 1:200 инженерно-геологиче­скую колонку по расчетному сечению с указанием характе­ристик физико-механических свойств грунтов и толщины слоев, прорезаемых сваей.

По формуле производят расчет несущей способно­сти одиночной висячей забивной сваи Fd. Допускаемая на сваю расчетная вертикальная нагрузка по грунту опреде­ляется по формуле

                                =758,66/1,4=541,9                                    (4.2)                

где Fd - несущая способность сваи, определяемая и зависимости от типа сваи, ее     размеров и характеристик грунтов основания; γк - коэффициент надежности, принимаемый в соответствии с указаниями п.3.10 СНиП 2.02.03-85 (2) (в курсовом проекте коэффициент надежности γк принимает­ся равным 1,4, поскольку несущая способность сваи определена рас­четом).


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 241; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ