Никулин А.В., Крутикова М.В. Решение задач курсового и дипломного проектирования по дисциплине основания и фундаменты

Подождите немного. Документ загружается.

1−

−

iii

kkA

, (36)

где k

и k

i-1

– коэффициенты, определяемые по [1] (смотри пункт 1.4.2).

Если крен фундамента обусловлен несимметричным относительно оси

фундамента напластованием грунтов либо сильным влиянием соседних

загруженных фундаментов (площадей), расположенных с одной из его сторон, то

крен определяется по формуле

−

, (37)

где s

и s

– осадки, определенные по краям фундамента; L – расстояние между

точками, в которых были определены осадки.

Значение крена должно удовлетворять условию

≤

, (38)

где i – крен, определенный расчетом; i

– предельное значение крена,

устанавливаемое [1] или проектом.

Пример 6

Определить крен фундамента под дымовую трубу (исходные данные

см. в примерах 3 и 5).

Крен фундамента при действии внецентренной нагрузки был определен по

формуле

,004,0

2,13

19,03434

72,0

35,12037

3,01

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⋅

⋅⋅

⋅

−

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⋅

⋅⋅

⋅

−

где N

= 3434 т (c учетом собственного веса фундамента и веса грунта на

уступах фундамента); k

= 1,35 как для грунта с Е ≥ 100 кг/см

и фундамента с b

= D = 13,2 м; е = 0,19 м; а = D = 13,2 м; k

= 0,72 для ζ' = 2·Н/b = 1,7.

В пределах линейно-деформированного слоя Н залегают три слоя грунта с

различными значениями Е и v (супесь с Е = 1200 т/м

и v =0,31, песок с

Е = 2500 т/м

и v =0,28, глина с Е = 2000 т/м

и v =0,41), поэтому при

определении крена пользовались средними значениями

.3,0

1,17,72,2

1,141,07,728,02,231,0

⋅+⋅+⋅

⋅

∑

Значения v принимали в зависимости от вида грунта. Для первого слоя грунта

(супесь) v

= 0,31 и h

= 2,2 м, ля второго слоя грунта (песок) v

= 0,28 и

= 7,7 м, для третьего слоя грунта (глина) v

= 0,41 и h

= 1,1 м.

2037

2000

036,0

2500

26,0

1200

068,0

036,026,0068,0

∑

т/м

где для первого слоя грунта (супесь) Е

= 1200 т/м

и А

= k

– k

= 0,068 – 0 =

= 0,068; для второго слоя грунта (песок) Е

= 2500 т/м

и А

= k

– k

= 0,328 – 0,068 = 0,26; для третьего слоя грунта (глина) Е

= 2000 т/м

и А

= k

– k

= 0,364 – 0,328 = 0,036.

После определения крена следует провести проверку условия (38).

2. Свайный фундамент

Пример 7

Подобрать тип и размер свай и запроектировать свайный фундамент под

железобетонную колонну промышленного здания сечением 400х600 мм.

Расчетная схема и грунтовые условия показаны на рис. 9. Нагрузки на обрез

фундамента: N

0II

= 50 т, Т

0II

= 2 т, М

0II

= 6 т·м, N

= 60 т, Т

= 2,4 т,

= 7,2 т·м.

Глубина нормативного промерзания грунта d

= 1,60 м.

Расчетные характеристики грунтов представлены в табл. 2.

Рис. 9. Расчетная схема и грунтовые условия

Определяли глубину заложения ростверка d

. Принимали заделку колонны в

ростверке 900, заделку головы сваи в ростверк 500 (жесткая), так, как есть

момент и горизонтальная сила. Таким образом, исходя из конструктивных

условий, d

≥

900 + 500 + 250 (рис. 9). Так как глубина нормативного промерзания

= 1,60 м, окончательно принимали d

= 1,70 м (рис. 10).

Таблица 2

Расчетные характеристики грунтов

№ слоя

, т/м

γ, т/м

φ, град

с, кг/см

Е, кг/см

k, см/с

, т/м

, см

/кг

2,66

1,75

0,25

0,01

⋅

-4

1,4

0,47

0,9

0,02

0,73

2,68

1,8

0,16

0,12

0,19

0,03

⋅

-5

1,55

0,42

0,73

0,07

0,57

0,01

0,58

0,48

-0,14

2,69

2,0

0,21

0,15

0,26

0,31

⋅

-6

1,65

0,38

0,63

0,11

0,54

0,007

0,89

2,70

2,01

0,19

0,16

0,22

0,26

160

⋅

-5

1,69

0,37

0,59

0,06

0,5

0,004

0,87

Выбрали тип и размер сваи. Рассматривали два варианта свай. Первый

вариант – свая марки С 3–30 (ГОСТ 19804) с отметкой плоскости нижнего

конца минус 4,35 м и заделкой нижнего конца в слой № 3 на 1000 мм; второй

вариант – свая марки С 7–30 (ГОСТ 19804) с отметкой плоскости нижнего

конца минус 8,35 м и заделкой нижнего конца в слой

№ 4 на 1000 мм.

Определяли несущую способность свай [3]

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⋅⋅⋅+⋅⋅⋅=

∑

iicfcRcd

hfuARF

γγγ

, (39)

где γ

, γ

сR

, γ

– коэффициенты условий работы сваи, грунта под нижним концом

сваи и грунта по боковой поверхности сваи, соответственно;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи; u – периметр

поперечного сечения сваи; f

– расчетное сопротивление i-го слоя грунта по

боковой поверхности сваи; h

– толщина i-го слоя грунта; A – площадь

поперечного сечения сваи.

Для сваи С3–30

(

)()

28,140,19,15,145,112,109,04,10411

⋅

⋅⋅

⋅

т.

Допустимая нагрузка на сваю

2,10

4,1

28,14

4,1

доп1

===

т.

Для сваи С7–30:

(

)()

7,282,16,20,221,25,145,112,109,07,13611

=⋅

⋅

+⋅⋅⋅=

т.

Допустимая нагрузка на сваю

5,20

4,1

7,28

4,1

доп2

===

т.

Определяли количество свай в кусте

88,5

2,10

доп1

===

шт,

,53

11,17

доп2

===

шт.

Окончательно выбирали сваю марки С7–30. Так как есть внецентренное

нагружение, увеличивали количество свай на 20%

42,42,15,3

≈

⋅

шт.

Далее проводили конструирование фундамента (см. рис. 10).

Учитывали внецентренное нагружение [3]. Определяли максимальную и

минимальную нагрузки на крайние сваи

∑∑

⋅

NNN

гррост0

min

max

, (40)

где x

, y

– расстояния от главных осей до оси каждой сваи; x, y – расстояния от

главных осей до оси сваи, для которой вычисляется нагрузка; N

рост

– вес

ростверка; N

гр

– вес грунта на ступенях ростверка; M

, M

– расчетные

моменты относительно главных осей; n – количество свай.

(

)

0,11

5,23

45,04

45,07,14,22,7

37,277,660

min

max

⋅

⋅⋅+

т.

Расчетные моменты определяли по формуле

р00

dTMM

⋅

Рис. 10. Конструирование фундамента

Проверяли соответствие максимальной и минимальной нагрузок

условиям [3]

допmax

2,1 PN

⋅

≤

, .

min

≥N

Условия выполняются, следовательно, оставляли конструкцию принятого

свайного фундамента.

Определяли осадку свайного куста. Расчетную схему см. рис. 11.

Рис. 11. Расчетная схема

Осредненное значение угла внутреннего трения определяли по формуле

432

443322

3,23

5,114

5,121124424

⋅

⋅+⋅

lll

оср

8,5

3,23

===

оср

Определяли размеры условного фундамента в плане

52,28,55,622,12

⋅

⋅+=

tgtglaBL

м.

Определяли объем условного фундамента

08,522,852,252,2V

усл

⋅

⋅⋅= HBL

Определяли объем свай

52,24709,0V

св

⋅

Определяли осредненное значение удельного веса грунты в условном массиве

91,1

0,1422,1

0,101,240,228,12,1,751

321

44332211

+++

⋅

+⋅

⋅+⋅

lll

llll

оср

т/м

Определяли вес свай в условном фундаменте

048,64,225,2

.свсв

⋅

бж

т.

Определяли вес грунта в условном фундаменте

(

)

(

)

27,8991,182,282,208,52

Рсвуслгр

⋅

−

⋅−

−

оср

VVVN

т.

Определяли вертикальную составляющую нормативных сил в уровне нижних

концов свай

152,096,7789,276,04850

ростгрсв0

+++= NNNNN

IIII

т.

Определяли среднее давление в уровне подошвы условного фундамента

95,23

52,252,2

09,152

⋅

ср

т/м

Определяли расчетное сопротивление грунта в уровне подошвы условного

фундамента по формуле (6)

()

23,976,245,691,12,887,301,242,2172,0

11,2

=⋅+⋅⋅+⋅⋅⋅⋅

⋅

т/м

где d

принимали равным 0, так как здание не имеет подвала.

Проверяли условие P

ср

≤ R

23,9795,23

≤

т/м

Определяли бытовое давление грунта на уровне подошвы условного

фундамента

71,150,101,20,40,20,28,12,175,1

⋅

+⋅=

т/м

Определяли дополнительное вертикальное давление на уровне подошвы

условного фундамента

24,871,1595,23p

0,ср0

−

−=

т/м

Расчет осадки условного фундамента проводили по методу послойного

суммирования [1] и оформляли в табличной форме (табл.3).

Таблица 3

Расчет осадки условного фундамента

z 2·z/в L/B α

т/м

0,2·σ

т/м

, м

т/м

, м

0 1,0 8,24 15,71 3,142 0 1600

0,968 0,8 1 0,8 6,59 17,65 3,53 0,968 1600 0,0044

1,936 1,6 1 0,449 3,69 19,59 3,91 0,968 1600 0,0031

Итого

0,004

Расчетная осадка равна 0,007 м, допустимая осадка, в соответствии с прил.

5 [1], равна 0,08 м, следовательно, условие (22) выполняется.

Пример 8

Запроектировать и определить осадку ленточного свайного фундамента под

кирпичную стену многоэтажного жилого дома с техническим подпольем.

Отметка пола подполья минус 1,45 м, отметка низа ростверка минус 1,95 м.

Приняты сваи СНпр 7 – 40 длиной 7 м, сечением 400х400 мм с напрягаемой

проволочной арматурой. Несущая способность свай F

= 142,7 т, допустимая

нагрузка Р

доп

= 101,9 т.

Расчетная схема и инженерно-геологические условия показаны на рис.12.

Нагрузки на обрезе фундамента N

= 152,8 т/м, N

0II

= 127,3 т/м .

Расчетные характеристики грунтов представлены в табл. 4.

Рис. 12. Расчетная схема и инженерно-геологические условия

Определяли количество свай на 1 погонный метр

5,1

9,101

8,152

доп

св

===

шт.

Принимали шахматное расположение свай при числе рядов n = 2.

Принимали расстояние С = 1,2 м (рис. 13).