Основания и фундаменты под промышленное здание

N≤1.2F,

где N - фактическая нагрузка на максимально нагруженную сваю, кН.

При эксцентриситете  относительно одной из осей инерции (х и у) площади сечений плана свай расчётную нагрузку на максимально нагруженную сваю  определяют по формуле

 

 

 

Для внецентренно нагруженного фундамента З-1

N=((129,6)/4+((6,39*0,6)/(0,6*0,6*4)) +((43,65*0,6)/

/(0,6* 0,6*4))=152,49

1.2*F=1.2*140,97 = 169,16

N=152,49< 1.2*F =169,16- условие выполняется.

При эксцентриситете  относительно одной из осей инерции (х или у) площади сечений плана свай расчётную нагрузку на максимально нагруженную сваю  определяют по формуле

Для внецентренно нагруженного фундамента Г-3

N=((230,4)/5+((76,61*1,8)/( 1,8*1,8*2+0.9*0,9)=137,9

1.2*F=1.2*141,65= 169,98

N=137,9 < 1.2*F =169,98 - условие выполняется.

 

5.6  Определение  осадки свайного куста из висячих  свай

 

Расчет свайного куста  из висячих свай по деформациям производим как для условного фундамента на естественном основании методом послойного суммирования.

Границы условного фундамента определяются следующим образом: снизу  плоскостью AD, проходящей через нижние концы свай; с боков – вертикальными плоскостями AB и CD, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии

 

где  h – глубина погружения сваи в грунт;

 – расчетные значения углов  внутреннего трения для отдельных  пройденных сваями слоев грунта толщиной .

 

 

Для фундамента З-1

ΦII, mt = (19*5,0+20*2,5+36*0,8)/5,0+2,5+0,8 = 20,94

S = 8,3*tg(20,94/4) = 0,76

Для фундамента Г-3:

   ΦII, mt = (19*5,2+20*2,3+36*0,8)/5,2+2,3+0,8 = 20,92

S = 8,3*tg(20,92/4) = 0,759

 

Размеры подошвы условного  фундамента определяют по формулам

Размеры подошвы фундамента З-1:

       L усл = 1,8+2*0,76 = 3,32

В усл = 1,8+2*0,76= 3,32

Размеры подошвы фундамента Г-3:

  L усл = 2,4+2*0,759 = 3,92

     В усл = 2,4+2*0,759= 3,92

 

         Площадь подошвы условного фундамента  определяется по формуле:

   Для фундамента З-1: A _усл = 3,32*3,32 = 11,02 м²

   Для фундамента Г-3: A _усл = 3,92*3,92 = 15,35 м²

 

При использовании схем, основанных на положении теории линейно-деформируемой  среды, при определении деформации основания необходимо выполнение следующего условия

           

где  – среднее фактическое давление на грунт в плоскости нижних концов свай, кН/м²; – расчетное сопротивление грунта в плоскости нижних концов свай, кН/м².

 

Рис. 5.6. Определение границ условного фундамента.

 

Расчетное сопротивление грунта в уровне подошвы условного фундамента определяется по формуле

где  , – коэффициенты условий работы, принимаемые по приложению 4; , , - коэффициенты, принимаемые по приложению 5, в зависимости от угла внутреннего трения под подошвой условного фундамента; – удельный вес грунта  под подошвой условного фундамента, кН/м²; – ширина подошвы условного фундамента, м; – глубина заложения подошвы условного фундамента, м; – осредненное значение удельного веса грунта выше подошвы условного фундамента; – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой условного фундамента (в уровне плоскости AD).

где   , – соответственно мощность и удельный вес i-го слоя грунта выше подошвы условного фундамента.

 

 

Для фундамента З-1:

γ ^,_II = (18,2*5,0+18,3*2,5+18,8*0,8)/5,0+2,5+0,8 = 18,29

γ_с =1,1;  γ_с2 =1,0; γ_II = 18,29    С_II =16;

при φ = 20   M_y = 0,36;  M_q = 2,43;   M_c = 4,99

B_усл = 3,32;   d₁ = 9,7 м.

R = (1.0*1.1)/1 + (0,36*1*3,32*18,29+2,43*9,7*18,29+4,99*16) = 586

 

G_p = V _рост* γ_бет – вес ростверка

V_рост = 5,51;     γ_бет = 25

G_p = 5,51*25 = 137,38 м³

V_св = 0.3*0.3*8,3 =0.75– объем одной сваи

G_св = n*V_св* γ_бет = 4*0,75*25 = 74,7 – вес свай

G_гр = (V _{усл ф-та} – V _рост – V_св)*γ^,_II

V _{усл ф-та} = А _усл * h _усл = 11,02*9,7 = 106,92м³

G _гр = (106,92-5,51-0,75*4)*18,29=18,41

G _II = 137,38+74,7+18,41 = 2053

P_cp = (N_II+G_II)/A_усл =(541,8+2053)/11,02 = 235,4

Р_ср=235,4 < R=586

Условие для фундамента З-1 выполняется, значит количество свай и расстояние между ними мы подобрали правильно.

Для фундамента Г-3:

γ_с1 =1,0;   γ_с2 =1,1;   γ_II = 18,29; С_II =16;

при φ = 24  M_y = 0,36;  M_q = 2,43;   M_c = 4,99; B_усл = 3,92;   d₁ = 9,7м.

R=(1.0*1.1)/1+(0,36*1*3,92*18,29+2,43*9,7*18,29+4,99*16)=590

 

G_p = V _рост* γ_бет – вес ростверка

V_рост = 7,68;     V_бет = 25

G_p = 7,68*25 = 191,88 м³

V_св = 0.3*0.3*8,3=0,74 – объем одной сваи

G_св = n*V_св* γ_бет = 5*0,74*25 = 93,38– вес свай

G_гр = (V _{усл ф-та} – V _рост – V_св)* γ ^,_II

V _{усл ф-та} = А _усл * h _усл = 15,35*9,7 = 148,9 м³

G _гр = (148,9 – 7,68 – 0,74)*18,29= 2569

G _II = 191,88+93,38+2569 = 2854

P_cp = (N_II+G_II)/A_усл =(541,8+2854)/17,05 = 221,22

Р_ср=221,22 < R=590

Условие для фундамента Г-3 выполняется, значит количество свай и расстояние между ними мы подобрали правильно.

 

 

 

Последовательность  расчета осадки

 

1. Грунт под подошвой условного фундамента разбивают на слои толщиной

Для фундамента З-1:

h_i = 0.2*3,32 = 0,66

2. На кровле каждого слоя вычисляют значения природного ( ) и дополнительного ( ) давлений.

Природное давление в  уровне подошвы условного фундамента вычисляют по формуле:

Природное давление на кровле каждого  элементарного слоя вычисляют по формуле:

где n – число слоев, на которые разбивается грунтовая толща под подошвой условного фундамента; – удельный вес i-го слоя грунта, кН/м³; – толщина i-го слоя грунта, м. 

Эпюра – прямолинейная ломаная линия, переломы совпадают с границами слоев. Начало эпюры соответствует уровню природного рельефа.

Дополнительное напряжение на подошве условного фундамента определяется по формуле:

где  – среднее давление по подошве условного фундамента, кН/м²; – природное давление под подошвой условного фундамента, кН/м².

Дополнительные давления на кровле каждого элементарного  слоя вычисляют по формуле:

где  – коэффициент, принимаемый по приложению 6 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон фундамента и относительной глубины .

 

Для фундамента З-1:

18,29*9,7=177,39

Р_ср=235,44

h_i = 0,2*3,32=0,66

Таблица 5.1. Параметры для определения величины осадки З-1

Z	ζ=2×Z/b	η=l/b	α	σzp	σzg	0,2×σzg	σzpi	E0i
0	0	1,0	1	58,05	177,39	35,48	54,57	18,00
0,7	0,400	1,0	0,88	51,08	189,54	37,91	42,00	18,00
1,3	0,800	1,0	0,567	32,91	213,82	42,76		18,00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для Е = 18 МПа нижнюю границу сжимаемой толщи примем по условию 0,2σ_zg=σ_zp. Это условие соблюдается на глубине z=0,8 м.

Определим осадку S по формуле

.

 

 

Что меньше предельно  допустимого значения, установленного нормами проектирования: 0.05 см < S_u = 8 см.

 

Для фундамента Г-3:

18,29*9,7=177,4

Р_ср=221,22

h_i = 0,2*3,92=0,78

 

Таблица 5.2 – Параметры  для определения величины осадки фундамента Г-3

 

Z	ζ=2×Z/b	η=l/b	α	σzp	σzg	0,2×σzg	σzp ср	E0i
0	0	1,0	1	43,84	177,37	35,47	39,46	18,00
0,8	0,4	1,0	0,8	35,08	191,70	38,34	27,38	18,00
1,6	0,8	1,0	0,449	19,69	220,36	44,07		18,00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для Е = 18 МПа нижнюю границу сжимаемой толщи примем по условию 0,2σ_zg=σ_zp. Это условие соблюдается на глубине z=0,8 м.

Определим осадку S по формуле

.

 

 

Что меньше предельно  допустимого значения, установленного нормами проектирования:0,03 см < S_u = 8 см.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. - М.: Стройиздат, 1985.
2. СНиП 2.02.03-85*. Свайные фундаменты. - М.: Стройиздат, 1985.
3. Основания, фундаменты и подземные сооружения: Справочник 
   проектировщика / под ред. Е. А. Сорочана, Ю. Г. Трофименкова. - М.: 
   Стройиздат, 1985.
4. Берлинов, М. В. Примеры расчета оснований и фундаментов/ М. В. Берлинов, Б. А. Ягугюв. - М: Стройиздат, 1986.
5. Далматов, Б. И. Проектирование фундаментов зданий и промышленных сооружений: Учеб. пособие для вузов / Б.И. Далматов, Н. Н. Мора- 
   рескул, В. Г. Науменко. - М.: Высш. шк., 1986.
6. ГОСТ 19804.2-79. Сваи забивные железобетонные цельные сплошного квадратного сечения с поперечным армированием ствола с напрягаемой арматурой. Конструкция и размеры. - М.: Изд-во стандартов, 1979.
7. ГОСТ 19804.4-78. Сваи забивные железобетонные квадратного сечения без поперечного армирования ствола. Конструкция и размеры. - М.: 
   Изд-во стандартов, 1978.