Основания и фундаменты

 

N_ф==321.79  кН

321.79≤344.62-  на 7% условие  выполнено. 

 

Проверяем фундамент как внецентренно нагруженный. Для внецентренно нагруженного фундамента должно соблюдаться условие:

=

 

≤1.2 F_d/γ_к

 

≠0

 

М_х ; М_у- моменты относительно главных осей фундамента.

х,у- координаты центров рассматриваемых свай

,-  сумма координат центров

 

М_у=М_0I+F_0I*d_p

F_0I= F_0II*1.2=22*1.2=26.4 кН

М_0I=380*1.2=456 кН*м

М_у=456+(26.4*3.5)=548.4 кН*м

 

G_р=((2.6*5.9*0.5)+4,32)*24=287.76 кН/м³

G_гр=((2.6*5.9*3)-4.32)*18=750.6 кН/м³

 

N_фmax==378.91 кН

 

N_фmin==264.67 кН

 

378.91≤1,2 F_d/γ_к    378.91≤1.2*344.62 кН   378.91≤413.542– условие выполнено на 9%, при уменьшении количества свай, условия не выполняются.

Окончательное число свай=8.

 

4.5 Расчет свайного фундамента по II группе предельных                   

состояний  (по деформациям)

 

Расчет ведется для условного  фундамента. Границы условного фундамента определяются следующим образом.

Сверху - ограничен поверхностью планировки грунта АВ;

Снизу – плоскостью, проходящей через  нижний конец сваи СД;

С боков -  вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних рядов свай на расстоянии a, плоскости АД, ВС.

 

a = h*tg (φ_{II, mt}/4),

где φ_{II, mt –} осредненный угол внутреннего трения грунта в пределах глубины погружения сваи в грунт.

 

h=6 м

φ_ср=18.5

 

а=6* tg()=0,48=0,5 м

 

Ширина подошвы массива : B _усл =  b₀+ 2a = 2.2+1=3.2 м;

Длина подошвы массива :  L _усл =  l₀+ 2a = 5.4+1=6.4 м.

Площадь условного фундамента: А  _усл  = B _усл *L _усл = 3.2*6.4 = 20.48 м² .

 

 

 

 

 

 

Далее производим проверку по давлению. Для этого необходимо выполнение условия :     Р R,

Р = ,

G_р=V_р*24=((2.6*5.9*0.5)+4.32)*24=287.76  кН/м

G_св=V_св*24=(0.28*6*24)*8=322.56кН/м³

G_гр=V_гр*γ_ср

V_гр=V_об-V_св-V_р

V_об=3.2*6.4*9.5=194.59 м³

V_св=0.28*6*8 =13.44м³

V_р=(2.6*5.9*0.5)+4.32=11.99 м³

V_гр=194.59-13.44-11.99=169.13  м³

γ_ср==10.7

 

G_гр=169.13*10.7=1809.69 кН/м³

 

Р = = 180.66 кПа;

 

Определим расчетное сопротивление  грунта на уровне СД. Для условного  фундамента:

Для расчета R: γ_с1= 1,2;  γ_с2= 1,06;  k = 1;  φ=24 = 0,72;  = 3,87;  = 6,45; (по табл. 5.3 СП 50-101-2004) = 1;  b₁ = 3.2, d₁ = 9.5 м;  = 10.7; =11,6 , d_b = 0;  = 40.

R=)

= 862.55 кПа 

P=180.66≤R=862.55

Условие выполнено, следует перейти  к расчету осадки.

4.6 Определение осадки свайного фундамента методом послойного суммирования.

 

Основное условие расчета S < S_u, где S_u =10 см предельное допустимые значения осадки для данного типа здания. Определяется по «приложению Е» СП 50-101-2004. Условие ограничения расчета     

 

_{σzp=α*P  σzγ=α* σzg0   σzg0=γ^/*d  σzg= σzg0+γh}

_{P=180.66 кПа   l/B=2}

Точка 0.

 α=1

σ_zp0=1·180.66=180.66 кПа

σ_{zgo 0} =10.7*9.5=101.65 кПа 

σ_{zγ 0}=1·101.65=101.65 кПа 

 

Точка 1

ξ=   α=0,869

σ_zp1=0,869·180.66=156.99 кПа

σ_zg1 =101.65+(11.6*1.28)=116.49 кПа 

σ_{zγ 1}=0,869·101.65=88.33 кПа 

0.2 σ_zg1=  23.29 кПа

  _{условие не выполняется.}

 

Точка 2

ξ=   α=0,589

σ_zp2=0,589·180.66=106.40 кПа

σ_zg2 =116.49+(11.6*1.28)=131.33кПа 

σ_zγ2 =0,589·101.65=59.87 кПа 

0.2 σ_zg2=  26.26 кПа

  _{условие не выполняется}

 

Точка 3

ξ=   α=0,389

σ_zp3=0,389·180.66=70.27 кПа

σ_zg3 =131.33+(11.6*1.28)=146.17 кПа 

σ_{zγ 3}=0,389·101.65=39.54 кПа 

0.2 σ_zg3=  29.23 кПа

  _{условие не выполняется}

Точка 4

ξ=   α=0,265

σ_zp4=0.265·180.66=47.87 кПа

σ_zg4 =146.17+(11.6*1.28)=161.01 кПа 

σ_{zγ 4}=0.265·101.65=26.93 кПа 

0.2 σ_zg4=  32.20 кПа

  _{условие не выполняется}

Точка 5

ξ=   α=0,188

σ_zp5=0,188·180.66=33.96 кПа

σ_zg5 =161.01+(11.6*1.28)=175.85 кПа 

σ_{zγ 5}=0.188·101.65=19.11 кПа 

0.2 σ_zg1=  35.17 кПа

 

  _{33.96≤35.17  условие выполняется.}

 

S=0.8*+0.8*(0.00429+0.00335+0.00224+0.00150+

+0.00104=0.00993м=1 см

 

S < S_u = 10 см – условие выполнено, следовательно, выбранные размеры фундамента приняты правильно.  

 

                                 Технико –экономическое сравнение.

№	Виды работ	Фундамент мелкого заложения	Свайный фундамент	Свайный фундамент(буронаб. сваи)
		Стоимость(руб)	Стоимость(руб)	Стоимость(руб)
1	Разработка грунта под фундаменты	536,76	326,50	1038,93
2	Водоотлив	42,95	28,26	82,59
3	Крепление котлованов	49,39	40,47	72,03
4	Монолитный фундамент	238,84	190,33	372,88
5	Подстилающий слой	23,33	12,50	53,27
6	Ж/б сваи(до 12 м)		334,15	2486,40
7	Гидроизоляция	22,39	18,41	33,12
Общая сумма		913,66	950,62	4139,22

 

 

Учитывая  приведенную расценку на устройство фундаментов наиболее выгодным является фундамент мелкого заложения. Все остальные фундаменты являются менее выгодными, так как их устройство экономически не целесообразно..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Расчет всех фундаментов здания.

                         

                              _{5.1 Расчет фундамента №2}

 

 = 240 кН

  Назначение площади подошвы  фундамента предварительно выполняется  по формуле:

 

= 0,8 м²;

 

 

= = 14,02 кН/м

= 0,4*9,39=3,75 кН/м

φ=12

С=0 кПа

=0,23;   =1,94; =4,42 (по табл. 5.3 СП 50-101-2004); В=0,8; С=0; =2 м; d₁ =0,06  м

d₁=0,4+=0,56 м

G_ф= ((0,8*1*0,3)+(0,6*0,6)*6)*24= 57,76  кН/м³

G_гр=((0,8*3,2)-(0,6*0,6)*5-(0,6*0,2))/2)*18= 5,76 кН/м³

 

= 240+57,76+5,76= 303,52 кН;

А =0,8 м²;

379,4 кН;

R== 51,16 кПа 

 

_P≤R

379.4≤51,16  - условие не выполнено, необходимо увеличить размер подошвы.

 

 

 

= = 14,02 кН/м

= =9,05 кН/м

φ=26

С==8,57 кПа

d₁=0,4+=0,56 м

 

=0,84;   =4,37; =6,90 (по табл. 5.3 СП 50-101-2004); В=1,4; С=8,57; =2 м; d₁ =0,56  м

G_ф= ((1,4*1*0,3)+(0,6*0,6)*6)*24= 61,92  кН/м³

G_гр=((1,4*3,2)-(0,6*0,6)*5-(0,6*0,2))/2)*18= 23,04 кН/м³

 

= 240+23,04+61,92= 324,96 кН;

А =1,4 м²;

232,11 кН;

R== 238,44 кПа 

 

_P≤R

232,11≤238,44  на 2,7 %      - условие выполнено.

                                 

                           _{5.2 Расчет фундамента №3}

 

      = 180 кН

  Назначение площади подошвы  фундамента предварительно выполняется  по формуле:

 

 

 

 

= 0,6 м²;

 

                

= = 14,02 кН/м

= 0,3*9,39=2,81 кН/м

φ=9

С=0 кПа

=0,16;   =1,64; =4,05 (по табл. 5.3 СП 50-101-2004); В=0,6; С=0; =2 м; d₁ =0,06  м

d₁=0,4+=0,56 м

G_ф= ((0,6*1*0,3)+(0,4*0,6)*6)*24= 38,88  кН/м³

G_гр=((0,6*3,2)-(0,4*0,6)*5-(0,4*0,2))/2)*18= 5,76 кН/м³

 

= 180+38,88+5,76= 224,64 кН;

А =0,6 м²;

374,4 кН;

R== 37,62 кПа 

 

_P≤R

374,4≤37,62      - условие не выполнено, необходимо увеличить размер подошвы.

 

 

= = 14,02 кН/м

= =9,19 кН/м

φ=27,6

С==5 кПа

 

=0,95;   =4,81; =7,3 (по табл. 5.3 СП 50-101-2004); В=1,2; С=5; =2 м; d₁ =0,56  м

d₁==0,06 м

G_ф= ((1,2*1*0,3)+(0,6*0,6)*6)*24= 60,48  кН/м³

G_гр=((1,2*3,2)-(0,6*0,6)*5-(0,6*0,2))/2)*18= 17,28 кН/м³

 

= 180+60,48+17,28= 257.76 кН;

А =1,2 м²;

214,8 кН;

R== 231,80 кПа 

 

_P≤R

214,80≤231,80  на 7,4 %      - условие выполнено.

 

 

                                        _{5.3 Расчет фундамента №4}

 = 640 кН  

M_0II = 260 кН·м  

F_0II = 20 кН

       Назначение площади подошвы фундамента предварительно выполняется по формуле:

 

= 2,2 м²;

 

Так как фундамент внецентренно нагруженный, то подошву принимаем прямоугольной с соотношение сторон b/l  = 0.6÷0.85.

Принимаем  b/l  = 0,8         b·l = 2,2     l = 1,6м 

                                                                                                  b = 1,4м 

                           

 

                                 Проверочный расчет по давлению

Подошва  1,4*1,6.

 

= = 14,02 кН/м

= =9,05 кН/м

φ=26

С==8,57 кПа

=0,84;   =4.37; =6,90 (по табл. 5.3 СП 50-101-2004); В=1.4; С=8,57; =0; d₁ =3,5

 

G_ф= ((1,4*1,6*0,5)+4,32)*24= 130,56  кН/м³

G_гр=(1,4*1,6*3)-4,32)*18=43,2  кН/м³

 

= 640+130,56+43,2= 813,76 кН;

А =2,2 м²;

369,89 кН;

= 260+20·3,5= 330 кН·м;

е=

Р_min= -184,94 кПа;

Р_max= 924,72 кПа;

R== 343,89 кПа 

 

924,72≤1,2*343,89    924,72≤412,66  - условие не выполнено, необходимо уменьшить размер подошвы.

 

 

 

 

Подошва 2*2,3

 

= = 14,02 кН/м

= =8,8 кН/м

φ=23

С==15 кПа

=0,69;   =3,65; =6,24 (по табл. 5.3 СП 50-101-2004); В=2; С=15; =0; d₁ =3,5

 

G_ф= ((2*2,3*0,5)+4,32)*24= 158,88  кН/м³

G_гр=9,48*18=170,64  кН/м³

 

= 640+170,64+158,88= 969,52 кН;

А =4,6 м²;

210,76 кН;

= 260+20·3,5= 330 кН·м;

е=

Р_min= 23,82 кПа;

Р_{max= 397.69} кПа;

R== 344,66 кПа 

 

397,69≤1,2*344,66    397,69≤413,59  на 4 %- условие  выполнено. 

Окончательный размер подошвы 2*2,3 м.

 

_{5.4 Расчет фундамента №5}

 = 1180 кН  

M_0II = 350 кН·м  

F_0II = 21 кН

       Назначение площади подошвы фундамента предварительно выполняется по формуле:

 

= 4 м²;

 

Так как фундамент внецентренно нагруженный, то подошву принимаем прямоугольной с соотношение сторон b/l  = 0.6÷0.85.

Принимаем  b/l  = 0,6         b·l = 4     l = 2,5м 

                                                                                                  b = 1,6м 

                             

 

 

 

 

                         Проверочный расчет по давлению

Подошва  1,6*2,5

= = 14,02 кН/м

= =8,95 кН/м

φ=24,75

С==11,25 кПа

=0,76;   =4,05 =6,61 (по табл. 5.3 СП 50-101-2004); В=1,6; С=11,25; =0; d₁ =3,5

 

G_ф= ((1,6*2,5*0,5)+4,32)*24= 255,36  кН/м³

G_гр=(1,6*2,5*3)-4,32)*18=138,24  кН/м³

 

= 1180+255,36+138,24= 1573,6 кН;

А = 4 м²;

393,4 кН;

= 350+21·3,5= 423,5 кН·м;

е=

Р_min= 147,91 кПа;

Р_{max= 638,88} кПа;

R== 343,61 кПа 

 

638,88≤1,2*343,61    638,88≤412,33  -условие не выполнено, необходимо уменьшить размер подошвы.

 

 

 

 

                                            Подошва 2,2*2,9

= = 14,02 кН/м

= =8,75 кН/м

φ=22,3

С==16,36 кПа

=0,63;   =3,5; =6,10 (по табл. 5.3 СП 50-101-2004); В=2,2; С=16,36; =0; d₁ =3,5

 

G_ф= ((2,2*2,9*0,5)+4,32)*24= 180,24  кН/м³

G_гр=((2,2*2,9*3)-4,32)*18=266,76  кН/м³

 

= 1180+180,24+266,76= 1627 кН;

А =6,38 м²;

255,01 кН;

= 350+21·3,5= 423,5 кН·м;

е=

Р_min= 117,83 кПа;

Р_max= 392,18 кПа;

R== 343,23 кПа 

 

392,18≤1,2*343,23    392,18≤411,87  на 4,8 %- условие выполнено.

Окончательный размер подошвы 2,2*2,9 м.

 

 

 

 

_{5.5 Расчет фундамента №6}

 = 1140 кН  

M_0II = 48 кН·м  

F_0II = 78 кН

       Назначение площади подошвы фундамента предварительно выполняется по формуле:

 

=4  м²;

 

Так как фундамент внецентренно нагруженный, то подошву принимаем прямоугольной с соотношение сторон b/l  = 0.6÷0.85.

Принимаем  b/l  = 0,6        b·l = 4     l = 2,5м 

                                                                                                  b = 1,6м 

                              

 

 

 

                                Проверочный расчет по давлению

Подошва  1,6*2,5

= = 14,02 кН/м

= =8,95 кН/м

φ=24,75

С==11,25 кПа

=0,76;   =4,05 =6,61 (по табл. 5.3 СП 50-101-2004); В=1,6; С=11,25; =2 м; d₁ =0.06 м

d₁==0,06 м

G_ф= ((1,6*2,5*0,5)+4,32)*24= 255,36  кН/м³

G_гр=(1,6*2,5*3)-4,32)/2)*18=69,12  кН/м³

 

= 1180+255,36+69,12= 1504,48 кН;

А = 4 м²;

376,12 кН;

= 350+21·3,5= 423,5 кН·м;

е=

Р_min= 123,36 кПа;

Р_{max= 628,87} кПа;

R== 210,75 кПа 

 

628,87≤1,2*210,75    628,87≤252,9  -условие не выполнено, необходимо уменьшить размер подошвы.

 

 

 

Подошва 2,3*3,1

 

= = 14,02 кН/м

= =8,72 кН/м

φ=22

С==16,9 кПа

=0,61;   =3,44; =6,04 (по табл. 5.3 СП 50-101-2004); В=2,3; С=16,9; =2 м; d₁ =0,56  м

G_ф= ((2,3*3,1*0,5)+4,32)*24= 189.24  кН/м³

G_гр=((2,3*3,1*3)-4,32)/2)*18=153,63  кН/м³

d₁==0,56 м

 

= 1140+153,63+189,24= 1482,87 кН;