Расчет конструкции фундамента. Проектирование свайных фундаментов

3. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Расчет конструкции фундамента.

Характеристики проектируемого здания:

Кирпичное  здание. Района строительства здания – г. Орша. Нагрузка от перекрытий и покрытий передается на наружные и внутренние стены. Длина 27,3м, ширина 24м. Высота этажа 2,8м.

3.1.1. Инженерно-геологические и гидрогеологические условия площадки строительства.

Для обоснования проектных решений по устройству фундаментов, необходимо, прежде всего, изучить инженерно-геологические условия площадки.

. Для каждого слоя необходимо:

- определить  расчетные  характеристики  физического  состояния грунтов;

- определить полное название грунта по СТБ 943-93;

- определить нормативные значения прочностных и деформационных свойств грунтов по соответствующим таблицам;

- определить расчетные значения физико-механических характеристик грунтов;

-построить инженерно-геологический разрез строительной площадки.

3.1.2. Определение нормативных значений характеристик физического состояния грунта и полного названия грунта.

Для оценки физического состояния и определения типа, вида и разновидности грунта вычисляются следующие характеристики грунта.

Для всех слоев грунта определяют:

- плотность сухого грунта (скелета грунта) (r_d):

,                                                       где   r - плотность грунта в долях единицы, г/см³;

W - природная влажность грунта в долях единицы;

- коэффициент пористости грунта природного сложения и влажности (е):

, где  r_s - плотность твердых частиц грунта, г/см;

- степень влажности (коэффициент водонасыщенносги) определяется по формуле:

, где r_w – плотность воды, принимаемая 1 г/см³;

Для пылевато-глинистых грунтов дополнительно определяется число пластичности и показатель текучести.

Число пластичности определяется по формуле:

, где W_L - влажность на границе текучести;                W_P - влажность на границе раскатывания;

Показатель текучести определяется по формуле:

,

Классификация обломочных пылевато-глинистых грунтов производим по типу и разновидности, табл. 4.2 СТБ 943-93:

- тип грунта определяется по числу пластичности (I_Р);

- разновидность - по прочности (сопротивлению грунта при зондировании) и по  показателю текучести (I_L).

Для песчаных грунтов проводим анализ гранулометрического состава и определяем вид песчаного грунта и разновидность:

- вид обломочно-песчаных грунтов определяется по гранулометрическому составу и по показателю максимальной неоднородности (U_MAX), разд. 2 СТБ 943-93;

- разновидность - по прочности (сопротивлению грунта при зондировании) и по степени влажности (S_r), табл. 4.2 СТБ 943-93.        

Определение нормативных значений физико-механических характеристик грунтов.

Нормативное значение удельного веса грунта определим по плотности грунта в естественном состоянии:

, где g – ускорение свободного падения ≈ 10м/с².

Удельный вес грунта в водонасыщенном состоянии:

, где  - удельный вес воды,

Результаты вычислений и соответствующих определений заносим в сводную таблицу физико-механического состояния грунтов:

Характеристики грунтов

Тип грунта	Коэф. порист.	Удельн. вес кН / мЗ	Удел. сцепл. кПа	Угол внутр. град.	Модуль деформ. мПа
Песок крупный малопрочный	0,43	20,6	20	19	6,7
Супесь моренная ср. прочности	0,38	21,1	23	25	11,6
Супесь моренная прочная	0,57	19,6	3	35	31,8

Рисунок 1.1

3.2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ.

3.2.1. Выбор типа сваи.

Принимаю буронабивную сваю круглого сечения с диаметром 0,4м и длиной 7 м.

Опирание ростверка – свободное, т.к. фундамент центрально загружен (М = 0).

Глубина заделки сваи в ростверк при свободном опирании ростверка на сваи  -  10 см.

3.2.2. Определение несущей способности сваи.

В курсовом проекте определяю несущую способность сваи по грунту, используя табличные данные согласно п. 5.18 СНБ 5.01.01.-99. В этом случае несущая способность определяется по формуле:

 ,

где  g_с - коэффициент работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

g_CR, g_cf - коэффициенты условия работы грунта соответственно под нижним концом сваи и по боковой поверхности, принимаемые по табл.  3 СНБ 5.01.01-99 равным 0,8;

А - площадь поперечного сечения сваи;

U - периметр поперечного сечения сваи;

Rf_i - расчетное сопротивление i-того слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, принимаемое по табл. 2  СНБ 5.01.01-99  в зависимости от типа грунта, характеристик его физического состояния, а также от глубины расположения i-того слоя грунта;

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, прини