Проектирование фундаментов в грунте состоящем из суглинка, супеси, песка среднезернистого и глины (географический район строительства – г. Санкт-Петербург), страница 6

 – плечо – расстояние от точки  до линии действия силы ;

 – горизонтальная расчётная нагрузка;

 – плечо – расстояние от точки  до линии действия силы ;

 – активное давление грунта;

 – плечо – расстояние от точки  до линии действия ;

 – сила гидростатического давления;

 – плечо – расстояние от точки  до линии действия .

3.1. Расчёт

Данная нагрузка действует только на столбики, находящиеся под фундаментом. Величина нагрузки определяется по формуле:

3.2 Расчёт

Основная формула для расчёта :

где  – удельный вес грунта j,  – толщина слоя грунта j.

При расчёте  необходимо учесть дополнительное давление от вертикального гидростатического давления (вес воды). При этом рассматриваемая поверхность скольжения делится на затопленный и незатопленный участки.

Пример расчёта для :

Соответствующие толщины слоёв взяты с рис. П3 Приложения.

Результаты сведены в табл. П1.

3.3 Расчёт

Формула для расчёта:

Так как удельный вес воды равен 1 тс/м³, расчёт сводится к определению расстояния от центральной точки подошвы каждого столбика до уровня свободной поверхности воды или уровня грунтовых вод (они совпадают). Определяется графически. Результаты сведены в табл. П1.

3.4 Расчёт

Активное давление грунта определяется по следующей зависимости:

где  – удельный вес грунта под подошвой фундамента;  – угол внутреннего трения этого же грунта;  – глубина заложения фундамента.

3.5 Расчёт

Сила гидростатического давления определяется по формуле:

где  – глубина воды, действующей на поверхность скольжения.

3.6 Расчёт  , , ,

Все плечи определяются графически:

Все результаты сводятся в таблицу П1 Приложения.

Подставляем все данные в формулу Терцаги:

Аналогичные расчеты проводятся для других радиусов. Новые центры скольжения берутся на одной горизонтали с первым. Все последующие вычисления сводятся в таблицы Приложения (табл. П2, П3).

Сравниваем полученное значение коэффициента устойчивости с нормативным значением коэффициента устойчивости

где  – коэффициент надёжности по классу капитальности; для II-го класса капитальности принимается равным 1,2;

 – коэффициент условия работы, равен 0,9.

Устойчивость фундамента обеспечена.

4. Проектирование свайного фундамента

4.1. Выбор вида свай, глубины заложения и размеров ростверка

В данном курсовом проекте были приняты сваи со следующими характеристиками:

1) По способу заглубления – забивные;

2) По условию взаимодействия свай с грунтом – висячие;

3) По форме и материалу – призматические квадратного сечения (0,3х0,3 м) с заостренным нижним концом из железобетона, длина сваи – 6 м.

В проекте принят вариант низкого ростверка с глубиной заложения равной глубине заложения подошвы фундамента мелкого заложения. .

Принято жесткое сопряжение сваи с ростверком с заделкой сваи без выпуска арматуры (рис. 2).

Рис. 2. Схема заделки сваи в ростверк

Определение минимальных размеров ростверка:

где  и  – геометрические размеры колонны верхнего строения, м;

4.2. Расчет сваи по несущей способности грунта

Расчёт свайных фундаментов и их оснований должен быть выполнен по двум группам предельных состояний:

1) по несущей способности грунта основания свай;

2) по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок.

Расчёт по несущей способности необходимо выполнять на основное сочетание расчётных нагрузок, по деформациям – на основное сочетание нормативных нагрузок.

Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать, исходя из условия:

где  – расчётная нагрузка, передаваемая на сваю (продольное усилие, возникающее в ней от нагрузок, действующих на фундамент при наиболее невыгодном их сочетании);

 – расчётная несущая способность грунта основания одиночной сваи, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи;

 – коэффициент, зависящий от способа определения несущей способности, .

Несущую способность  (тс) висячей забивной сваи, погружаемой без выемки грунта, работающей на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму сил расчётных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на её боковой поверхности по формуле: