Основания и фундаменты промышленного здания (место строительства – г. Красноярск, грунт - супесь просадочная, суглинок, глина)

опирания сваи на грунт, м²; принимается по площади сечения брутто А=0.09 м²;

U – наружный периметр поперечного сечения сваи, м; U=1.2м;

f_i – расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа (принимается по таблице 2[5]);

h_i – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи                        

g_CR, g_CF – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетное сопротивление грунта, принимаются по табл. 3 [5] g_CR=1, g_CF=1;

å269,87

F_d=1(1´5000´0,09+1,2´(1´269,87))=773,84 кН

7.5 Определение расчетной нагрузки на сваю.

Определение расчетной нагрузки на сваю производится по формуле:

N= F_d/g_k                                      (52)

Где g_k – коэффициент надежности  g_k=1.4

F_d – несущая способность сваи, кН;

N=773,84/1,4=552,75 кН

7.6 Определение требуемого количества свай в кусте.

Количество свай в кусте определяется по формуле:

n=N₀´1,15/F_d                    (53)

Где  N – расчетная нагрузка на фундамент, кН;

F_d – несущая способность сваи, кН;

Р1:           n=4996,8´1,15/773,84=7,4 принимаем 13 свай

Р2:           n=1729,42´1.15/773,84=2,57 принимаем 4 сваи

Р3:           n=1702,8´1.15/773,84=2,5 принимаем 6 сваи

Р4:           n=233,28´1.15/773,84=0,35 принимаем 2 сваи

7.7 Проверка свайных кустов на внецентренное загружение

Проверка свайных кустов на внецентренное загружение ведется по формулам:

N_max =(N₀+G_р.гр/n)+ (M_x´y_max/Sy²_i)+ (M_y´x_max/Sx²_i);             (55)

N_min =(N₀+G_р.гр/n) - (M_x´y_max/Sy²_i) - (M_y´x_max/Sx²_i);             (56)

где G_р.гр – осредненный вес ростверка и грунта;

y_max, x_max – расстояние от главной оси ростверка до оси рассчитываемых свай, м;

y_i,x_i – расстояние от главной оси до оси каждой сваи, м;

N₀ – расчетная вертикальная нагрузка на фундамент, кН;

M_x,M_y – расчетные моменты относительно осей х,у, кНм;

n – количество свай в кусте;

G_р.гр=1,1´b_P´L_P´d_P´g_CP;                                    (57)

где b_P,L_P,d_P – соответственно ширина, длина, глубина заложения ростверка, м;

Ростверк 1:                    

G_р.гр=1,1´2,4´3,6´2,3´20=497,9 кН

N_max=(4996,8+497,8)/13+1575,9´1,8/(6´1,8²+4´0,9²)=547,73кН <552,75кН

N_min=(4996,8+497,8)/13-1575,9´1,8/(6´1,8²+4´0,9²)=297,59 кН > 0

Ростверк 2:                    

G_р.гр=1,1´1,5´2,1´2,3´20=159,39 кН

N_max=(1729,42+159,39)/4+20,2´0,5/(4´0,5²)=482,3кН <552,75кН

N_min=(1729,42+159,39)/4-20,2´0,5/(4´0,5²)=462,1кН > 0

Ростверк 3:                    

G_р.гр=1,1´1,5´3,6´2,3´20=273,23 кН

N_max=(1702,8+273,24)/6+408´1,55/(2´0,55²+4´1,55²)=495,4кН <552,75кН N_min=(1702,8+273,24)/6-408´1,55/(2´0,55²+4´1,55²)=495,4кН > 0

Ростверк 4:                    

G_р.гр=1,1´1,2´1,5´2,3´20=91,08 кН

N_max= N_min= (233,28+91,08)/2=162,18кН <552,75кН

7.8 Компановка свайных кустов.

     рис 7.8

7.9 Расчет оснований по деформациям

При проектировании фундаментов необходимо выполнение следующего условия:

S>S_n                                    (58)

Где S – осадка фундамента, мм;

S_n – допустимая осадка фундамента, мм (S_n=80мм);

Ширина условного фундамента определяется по формуле:

B_у.ф= B_ф+2с                      (59)

Длина условного фундамента определяется по формуле:

L_у.ф=L_ф+2с                      (60)

Где B_ф – ширина ростверка, м

L_ф – длина ростверка, м

С=h´tg(j_II,mt/4)               (61)

Где h – глубина погружения сваи в грунт, м;

j_II,mt – осредненное значение угла внутреннего трения, град;

j_II,mt=Sj_II,I´h_i/Sh_i               (62)

где j_II,I – значение угла трения в i-м слое, град;

h_i  - толщина i-го слоя, м;

j_II,mt=((2,3+3,87)´18+2,57´19+1,16´16)/(2,3+3,87+2,57+1,16)=18,03⁰

        С=6´tg(18,03⁰/4)=0,473 м

B_у.ф=1,5+0,473´2=2,446 м

L_у.ф=3,6+0,473´2=4,546м

Площадь условного фундамента вычисляется по формуле:

A_у.ф= B_у.ф´ L_у.ф               (63)

A_у.ф=2,446´4,546=11,12 м²        

Давление на условный фундамент вычисляется по формуле:

P_уф=(N₀+G_УФ)/A_у.ф                      (64)

Где N₀ – расчетная вертикальная нагрузка на фундамент, кН;

A_у.ф – площадь условногофундамента, м²;

G_УФ= b_P´L_P´d_P´g_CP;                         (65)

Где b_P,L_P,d_P – соответственно ширина, длина, глубина условного фундамента, м;

G_УФ=11,12´10´20=2224 кН

Расчетное сопротивление основания определяется по формуле:

R=γ_C1´γ_C2(M_Y´k_Z´b´γ_II+ M_g´d₁´γ^I_II+ M_C´C_II´γ^I_II)/k,  кН/м²             где γ_C1,γ_C2 – коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 3 [3], γ_C1=1,1,γ_C2=1,2;

K – коэффициент принимаемый равным К=1, при непосредственном испытании грунта для определения прочностных характеристик (φ,с)

M_Y,M_g,M_C – коэффициенты принимаемые по табл. 4 [3]; M_Y=0,72; M_g=3,87; M_C=6,45;

k_Z – коэффициент принимаемый равным k_Z=1при b<10м, где b – ширина подошвы фундамента;

γ_II – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды),γ_II=18,3 кН/м³;

γ^I_II - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, γ^I_II=15,8 кН/м³;

C_II – расчетное значение удельного сцепления, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, C_II=24 кПа;

d₁ – глубина заложения фундамента, d₁=10 м;

R=1,2´1,1´(0,72´1´2,446´18,3+3,87´10´15,8+6,45´24)/1=1054 кН/м²

P_уф=(1702,8+2224)/11,12=353,12  < 1054

Условие выполняется.

7.10 Осадка фундамента вычисляется

S=β∑(σ_zpi´h_i /E_i),    мм                 где β – безразмерный коэффициент, β=0,8;

σ_zpi – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней z_i-1 и нижней z_i границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента.

σ_zp=α´Р₀,                                       где α – коэффициент принимаемый по табл. 1 (прил 2 [2]); в зависимости от формы подошвы фундамета, соотношения сторон L/B, и относительной глубины ζ=2z/b;

h_i ,E_i – cответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта