Проектування фундаменту мілкого закладання



 

2.1 Вибір глибини закладання фундаменту

В багатьох випадках чим вище закладена підошва фундаменту, тим менша вартість робіт по  закладенню фундаментів. Тому фундаменти краще закладати на меншу глибину.

Визначаємо глибину закладання стрічкового фундаменту під металеву колону:

1. Будівля не має підвалу.

2. Сезонний шар промерзання ґрунту складає 1,00м.

 

3. По інженерно-геологічним умовам видно, що фундамент необхідно заглибити несучий шар, який в нас розташований глибоко. Це глина пластична. Її показники: С=8 кПа; φ=15о.

4. Відмітка рівня ґрунтових вод нижче відмітки підошви фундаменту. Отже, рівень ґрунтових вод не впливає на глибину закладення фундаменту.

Порівнюючи всі отримані значення, отримуємо максимальне значення глибини закладання фундаменту:

 - підошва фундаменту розташована в глині пластичні.

Рисунок 2 – Визначення глибини закладання фундаменту по осі «Б»

 

 

2.2 Підбір розмірів підошви фундаменту по осі Б

 

1) ;

Попередньо приймаємо:; b= ;

                                    b = =2,6м; l=b =2,6м.

Корегуємо розміри підошви фундаменту:

,

де Мγ, Мq, Мс – коефіцієнти [12 табл.44].

;

; умова не виконується, тому збільшуємо розміри підошви фундаменту: l =3,3м, b=3,3 м, А=10.43м2, тоді:

;

;

Остаточно приймаємо розміри підошви фундаменту мілкого закладання:

l =3,3м, b=3,3 м, А=10,43м2.

 

 

2.4 Визначення осідання фундаменту

 

Осідання розраховують методом пошарового підсумовування в такій послідовності:

1)Товщину ґрунтового масиву, починаючи від підошви фундаменту, розбивають на шари товщиною не більше 0,2b. Приймаємо 0,66м.

2) Визначають середній тиск під підошвою фундаменту, σzg,0- вертикальне напруження від власної ваги ґрунту на рівні підошви фундаменту.

σzg,0 =20,68 кПа  

3) Будують епюру вертикальних напруг від зовнішнього навантаження по глибині основи σzpi,. Ординати епюри визначаються по границям шарів ґрунту, на які розбита зжата товща, по формулі:

σzpi=αр,

де α - коефіцієнт затухання напружень по глибині, який приймається в залежності від коефіцієнтів ζ=2Zі/b; η=l/b=1.

4)Будують епюри вертикальних напруг від власної ваги ґрунту основи σzgi.

                                             σZgi=γ'dі+∑γjhj

де γj та hj - питома вага та товщина шарів ґрунту, які лежать в границях     глибини Zі

5)Визначають положення границі стиснутої товщі основи. Вона приймається на глибині ZІ=HС, де виконується умова

                                               σZpi≤0,2σzgi,                                           

6) Визначають осідання кожного з шарів, на які розбита товща ґрунтового масива в границях глибини НС. Осідання і-го шару:

де β-безрозмірний коефіцієнт, рівний 0,8;

7) Визначаємо повне осідання основи сумуванням осідань окремих шарів:

                                                    S=∑Sі,                                                  

8) Фактичне осідання основи порівнюємо з гранично допустимою Su.=10см

 

 

Рисунок 3 – Визначення осідання методом пошарового підсумовування.

   Результати розрахунків приведені в таблиці 4

 

Осідання становить S=1,7см<Su=10cм , що є в межах допустимого значення осідання для заданої будівлі. Отже, розміри підошви фундаменту мілкого закладання достатні.  Всі послідуючі розрахунки і конструювання ведемо по таким розмірам.

 


   3. Розрахунок пальових фундаментів

3.1 Вибір глибини закладання ростверку, довжини і марки забивних паль

 

Глибину закладення ростверку приймаємо з конструктивних вимог − d=0,9м.

Приймаємо палю марки С9-30. Схема розташування палі показана на рисунку 4.

 

3.2 Визначення несучої здатності забивної палі по осі Г

 

Несучу здатність палі визначаємо за формулою:

,

де γс = 1, γcR = 1, γcf = 1, [3, табл. 43];

  R = 2533кН, [1, табл. 4.5];

  А = 0,30·0,30 = 0,09 м2;

   u = 4·0,30 = 1,2 м.

Для визначення розрахункового опору ґрунту по боковій поверхні палі розділимо ґрунтову товщу на шари товщиною не більше 2 м (рисунок 4.) Обчислення виконуємо в таблиці 5.

 

 

Рисунок 4 – Проектування пальових фундаментів

 

 

Таблиця 5 – Визначення несучої спроможності палі по боковій поверхні

;

.

 

До подальших розрахунків приймаємо менше значення несучої здатності палі .

Розрахункове навантаження, яке може бути передане на палю з умов несучої спроможності ґрунту:

.

Необхідна кількість паль у кущі:

Розмістимо палі у ростверку так, як показано на рисунку 5.

 

Рисунок 5 – Схема розташування паль у ростверку

 

Виконаємо перевірку розрахункових навантажень на крайні палі:

                                   ,                       (3)

де ;

=1300 кН;

Вага палі  Gпаль=0,32*8,6*25*7*1,1=149(кН)

 

Вага ростверку до відмітки планування, що приходиться на одну палю,       Gр = 9,43·0,9·0,5·20·1=84,87 (кН). Загальне максимальне розрахункове навантаження на одну палю

Отже, несуча здатність паль при обраному їх розташуванні забезпечена.

.

Отже, розрахункове навантаження на крайні палі фундаменту не перевищує допустимого.

 

3.3 Визначення осідання фундаменту на  забивних палях

 

І.Розрахунок осідання як для умовного фундаменту мілкого закладання

Осідання пальового фундаменту визначається шляхом перетворення його на умовний фундамент мілкого закладання.

Визначаємо осереднене значення кута внутрішнього тертя для ґрунтової товщі, яка прорізається палями:

.

Розміри ростверку в плані по зовнішнім граням крайніх паль:

l1 =4,1м, b1 = 2,3м.

Розміри умовного фундаменту в площині нижніх кінців паль:

Приймаємо умовний фундамент розмірами 6,06х4,26 м.

.

Вага ґрунту в об’ємі:

.

Перевірка тиску на підстилаючий шар:

.

Навантаження на рівні підошви умовного фундаменту:

,

=1158кН,

.

Розрахунковий опір ґрунту основи:

де γc1, γс2 – [3, табл. 43]; Mγ, Mq, Mc – [3, табл. 44].

Перевіряємо умову Р =246,38 кН/м2< R =2063 кН/м2.

Умова виконується.

 

Таблиця 6 – Розрахунок осідання пальового фундаменту

Z,м

 

,

м

,

м

α

 

αк

 

σzp,і,

кПа

σzγ,і,

кПа

σzg,і, кПа

σzpі,сер,

кПа

σzγі,сер,

кПа

hі,

м

Еі,

кПа

Sі,

мм

0

0

0

1

1

126,2

22,65

25,05

-

-

-

-

-

0,74

0,4

0,07

0,96

0,993

121,1

22,5

39,8

123,6

22,5

0,74

23100

0,0028

1,48

0,8

0,14

0,8

0,986

100,9

22,3

54,6

111

22,4

0,74

0,0024

2,21

1,19

0,2

0,606

0,98

76,4

22,2

69,4

88,6

22,25

0,74

0,0018

2,95

1,6

0,29

0,449

0,971

56,6

21,9

84,2

66,5

22,05

0,74

0,0012

3,69

1,9

0,36

0,34

0,964

42,9

21,8

99

49,7

21,8

0,74

0,0007

4,43

2,3

0,44

0,277

0,944

28,6

21,3

113,8

35,7

21,5

0,74

0,0004

5,17

2,8

0,517

0,201

0,913

25,3

20,6

128,6

26,9

20,9

0,74

0,00016

 

     SSi= 0,007 м

S=7см<Su=10cм – осідання в межах норми.

 

ІІ. Розрахунок осідання шляхом розв’язання задачі про переміщення стержня в пружному на півпросторі

Вага ростверку з грунтом на його уступах

Gр  = 84,87 (кН).

Середнє навантаження на палю

Середнє значення коефіцієнта Пуассона в межах напруженої зони

Граничний опір палі

Навантаження на палю на межі пропорційності

Модуль деформації грунту під нижнім кінцем палі в межах одного діаметру вище і чотирьох діаметрів нижче позначки нижнього кінця палі

Ер =23,8 МПа.

Осереднений у межах довжини палі модуль деформаціі грунтової основи

Відношення усереднених модулів деформації під нижнім кінцем і в межах бічної поверхні палі

Приведений радіус палі

Модуль деформації матеріалу палі при класі бетону С16/20

Е0 = 24500 МПа.

Коефіцієнт, що визначає частину навантаження, яка передається нижнім кінцем (за таблицею П.1.2 [9] в залежності від r та kE)

b = 0,175.

Коефіцієнт умов роботи грунту вздовж бічної поверхні палі за табл. П.1.5 [9]    kf = 1,4.

Коефіцієнт умов роботи піщаного грунту під нижнім кінцем палі за табл. П.1.7 [9]       kр = 2,475.

Приведений модуль деформації грунту

Коефіцієнт осідання (за таблицею П.1.1 [9] в залежності від r та kE)

с = 0,612.

Пружна складова осідання палі

Осідання одиночної палі

Визначимо осідання куща з 7 паль, взявши за основну одну з паль.

а1 = 0,9 м .

Визначаємо коефіцієнти впливу сусідніх паль за табл. П.1.3 та П.1.4 [9] в залежності від приведеної відстані

Осідання середньої палі від одиничного навантаження на j-ту палю у фундаменті визначаємо за формулою

Для відповідних паль

Осідання пальового куща з 7 паль

Умова S= 0,3693 см < Su= 12 см виконується.

 

3.4 Вибір довжини і діаметру бурових паль під фундамент

 

Приймаємо бурову палю діаметром 0,5м без уширення, довжиною 15м. Схема розташування палі показана на рисунку 7.

 

 

3.6 Визначення несучої здатності бурової палі

 

Визначаємо необхідну кількість бурових паль довжиною 15м (рисунок 4.7).

Несуча спроможність палі складає

,

де γс = 1; γcR = 1; γcf = 0,7 [11];

;

;

      

Для визначення розрахункового опору ґрунту по боковій поверхні палі розділимо ґрунтову товщу на шари товщиною не більше 2 м (рисунок 4.7). Обчислення виконуємо в таблиці 7.

 

Таблиця 7 – Визначення несучої спроможності палі по боковій поверхні

 

Н

hi

IL(крупність)

fi

ɣcf*fc*hi

Vi

ϕi°

CI

Ggi

f2

ɣcf*f2*hi

tgϕi°

1,45

1,1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

3

2

0,46

22

24,2

0,42

15

8

16,54

11,21

12,331

0,267

5

2

0,46

26

52

0,42

15

8

16,54

11,21

22,42

0,267

7

2

дрібний

43

86

0,25

33

1

20,38

5,41

10,82

0,65

9

2

дрібний

5,41

10,82

0,25

33

1

20,38

5,43

10,86

0,65

11

2

дрібний

5,41

10,82

0,25

33

1

20,38

5,43

10,86

0,65

12,6

1,2

дрібний

3,65

7,3

0,25

33

1

12,23

3,64

7,28

0,65

14,2

2

0,26

69,2

83,04

0,41

19,7

63,8

111,25

28,831

34,5972

0,36

15,35

0,3

0,26

72

144

0,41

19,7

63,8

16,67

5,17

10,34

0,36

 

418,18

119,5082


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 160; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ