Пояснительная записка
.pdf
21
Определяем количество свай:
n = |
N0 I |
= |
4186,54 |
= 6,93 |
N - γ ср h(3d )2 γ n |
688,06 - 20 × 4,7 × (3 × 0,3)2 ×1,1 |
По обрезу фундамента действует значительный момент, поэтому уве- личиваем количество свай на 20% и принимаем:
n =1,2 × 6,93 = 8,3 . Принимаем количество свай n = 9. Конструируем ростверк. Определим размеры ростверка:
аР |
= (m y -1)× t y |
+ 2 × |
d |
+ 2 ×0,05 = (3 -1)×0,9 + 2 × |
0,3 |
+ 0,1 = 2,2 м |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||||
вР |
= (mX -1)× t X |
+ 2 × |
d |
+ 2 ×0,05 = (2 -1)×1,5 + 2 × |
0,3 |
+ 0,1 = 2,2 м |
|
|||||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|||||
где ар и вр – соответственно длина и ширина ростверка, my и mx – |
соответ- |
|||||||||||||||
ственно количество свай, размещенных вдоль оси Y и X, ty и tx – |
соответ- |
|||||||||||||||
ственно шаг свай по оси Y и X, d – |
поперечный размер сваи. |
|
||||||||||||||
|
GрI = γf × Vр × γ =1,1× (2,2 × 2,2 ×0,6 +1,6 ×1,6 × 0,3) × 25 =100,98 кН |
|
||||||||||||||
|
GI гр = γ |
f |
× V |
× γI =1,1× (2,2 × 2,2 -1,6 ×1,6) × 0,3 ×9,96 +1,1× 0,55 × 2,2 ×9,96 + |
||||||||||||
|
|
гр гр |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
+ 0,55 × 2,2 × 0,5 ×8,37 +1,6 × 0,55 × 2,2 ×17,2 + 0,6 × 0,55 × 2,2 ×15) = 76,25 кН |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Нагрузки |
NI, кН |
|
MI, кН·м |
|
ТI, кН |
||||||||||
Вес грунта на уступах |
76,25 |
|
|
– |
|
– |
||||||||||
Вес ростверка |
|
|
|
|
|
100,98 |
|
|
– |
|
– |
|||||
Давление грунта на стенку |
– |
|
29,46 |
|
22,66 |
|||||||||||
подвала |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ветровая нагрузка |
|
|
|
|
|
882,96 |
|
166,60 |
||||||||
Нагрузка на уровне обреза |
4121,90 |
|
– |
|
– |
|||||||||||
фундамента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Суммарная нагрузка |
4299,13 |
|
912,42 |
|
189,26 |
|||||||||||
на основание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Проверяем нагрузку на сваю в крайнем ряду:
NФ = |
∑NI |
± |
M X × y |
= |
4299,13 |
± |
912,42 × |
0,9 |
= 477,68 |
±112,64 |
||||
n СВ |
∑y2 |
9 |
|
7,29 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
NФmax |
= |
4299,13 |
+ |
912,42 ×0,9 |
= 590,32 < 1,2 × N = 1,2 ×688,06 = 825,67 кН |
|||||||||
|
|
|||||||||||||
|
9 |
|
|
|
|
7,29 |
|
|
|
|
|
|
||
Недонагрузка:
825,67 - 590,32 ×100% = 29%
825,67
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
|
|
|
|
|
|
3.6. Расчет основания по деформациям |
||||||||
ϕCP |
= |
∑l1 ×ϕiII |
= |
7,5×12 + 0,2 ×25 |
= 12,3°; α = |
ϕIIср |
= |
12,3 |
= 3,08° |
|||||
hP |
|
|
7,7 |
|
4 |
4 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Определяем размеры условного фундамента: |
|
|||||||||||||
bусл |
= bр - 0,1 + 2l × tgα = 2,93 м |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
lусл |
= bусл 2,93 м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
600 |
|
γII=1 5,0 к Н/м3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
γII=1 7,2 к Н/м3 |
|
Супесь |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
пластичная |
|
|
|
|
|
|
|
||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
γII =8, 37 кН/ м3 |
|
|
|
|
|
|
|
= 5,70 |
7,70 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
000 |
Песок |
|
|
300 |
300 |
|
|
|
Z1 |
Z2 = |
|
|||
средней крупно сти |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2 |
γII =9, 96 кН/ м3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
600 |
|
|
|
|
|
|
Z3 = 9,70 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
900 |
900 |
300 |
|
|
Z4 = 11,45 12,30 |
|||
|
|
|
|
|
|
2 200 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
γII=19 ,0 кН/ м3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z5 = |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
E=8МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 500 |
Суглино к полутвердый |
|
|
|
500 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bусл |
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
γII=1 9,5 к Н/м3Суглинок полутвердый |
|
|
|
|
|
|||||||
Определяем |
вес |
условного |
массива |
грунта. Общий объем свай |
||||||||||
Vc = 9·0,73 = 6,57 м3; объем ростверка Vp = 3,67 м3; объем, занимаемый под- |
||||||||||||||
23
валом Vп = 2,51 м3; общий объем массива:
V = bусл · lусл ·H = 2,93 · 2,93 · 12,3 = 105,59м3.
Объем грунта в условном массиве:
Vгр = V- Vc- Vp- Vп = 105,59-6,57-3,67-2,51 = 92,84 м3.
Определяем вес грунта выше острия свай с учетом взвешивающего действия воды:
γ II` ср |
= |
15×0,6 +17,2×1,6 + 8,37 ×0,5 + 9,96× 2 + 7,5×19 + 0,2×19,5 |
= 16,7 кН/м3 |
|
|||
|
12,4 |
|
|
Вес грунта:
Nгр = γ II` ср ×Vгр = 16,7 ×92,84 = 1550,4 кН
Давление под подошвой условного фундамента:
Р = |
NII + N |
грII |
+ NcII |
= |
3747,18 +1550,46 + 6 |
= 617,79 кН |
|
by |
×ly |
2,93× 2,93 |
|||||
|
|
|
|||||
Сопоставим Р с расчетным давлением на уровне нижнего конца свай.
R = γ C1 ×γ C2 ×[Mγ × k z × b ×γ II + Mq ×d1 ×γ II| + (Mq -1) ×db ×γ II| + MC ×cII ]=
k
= 1,25×1,0 ×[0,78×1,0 × 2,93×19,5 + 4,11×8,63×16,70 + (4,11-1) × 2,0 ×16,70 + 6,67 ×15,0] =1158,06 кПа 1,0
R =1158,06 кПа > Р = 617,79 кПа
24
Осадка свайного фундамента может быть подсчитана методом сумми- рования.
Расчёт осадки фундамента методом послойного суммирования
Глубина заложения фундамента (м) d = |
12,4 |
|
|
|
|
|
|
||
Ширина фундамента (м) b = |
2,93 |
|
|
|
Среднее давление под подошвой фундамента (кПа) pII = |
|
617,79 |
|
|
Длина фундамента* (м) l = |
2,93 |
|
|
|
Уд. вес грунта выше подошвы фундамента (кН/м3) γ II' = |
|
16,7 |
|
|
*Для ленточного фундамента длину принять l=10b |
η=l/b = 1 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Осадка фундамента |
33,6 |
мм |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σzp<0,2σ |
zg |
|
|
|
№ |
γ II |
Eo |
|
hi |
z |
σzg |
ξ=2z/b |
α |
σzp=αPo |
|
σzpi |
0,2σzg |
si |
точки |
кН/м3 |
Мпа |
|
м |
м |
кПа |
|
|
кПа |
|
кПа |
кПа |
мм |
0 |
|
|
|
|
0 |
207,08 |
0 |
1,000 |
410,71 |
|
|
41,42 |
|
|
19,5 |
25 |
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
402,06 |
|
7,719 |
1 |
|
|
|
|
0,60 |
218,78 |
0,41 |
0,958 |
393,40 |
|
|
43,76 |
|
|
19,5 |
25 |
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
359,00 |
|
6,893 |
2 |
|
|
|
|
1,20 |
230,48 |
0,82 |
0,790 |
324,61 |
|
|
46,10 |
|
|
19,5 |
25 |
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
284,21 |
|
5,457 |
3 |
|
|
|
|
1,80 |
242,18 |
1,23 |
0,594 |
243,82 |
|
|
48,44 |
|
|
19,5 |
25 |
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
211,58 |
|
4,062 |
4 |
|
|
|
|
2,40 |
253,88 |
1,64 |
0,437 |
179,33 |
|
|
50,78 |
|
|
19,5 |
25 |
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
156,43 |
|
3,003 |
5 |
|
|
|
|
3,00 |
265,58 |
2,05 |
0,325 |
133,52 |
|
|
53,12 |
|
|
19,5 |
25 |
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
117,59 |
|
2,258 |
6 |
|
|
|
|
3,60 |
277,28 |
2,46 |
0,248 |
101,67 |
|
|
55,46 |
|
|
19,5 |
25 |
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
90,48 |
|
1,737 |
7 |
|
|
|
|
4,20 |
288,98 |
2,87 |
0,193 |
79,29 |
|
|
57,80 |
|
|
19,5 |
25 |
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
71,25 |
|
1,368 |
8 |
|
|
|
|
4,80 |
300,68 |
3,28 |
0,154 |
63,22 |
|
|
60,14 |
|
|
19,5 |
25 |
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
57,32 |
|
1,100 |
9 |
|
|
|
|
5,40 |
312,38 |
3,69 |
0,125 |
51,41 |
|
25,71 |
62,48 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полная осадка фундамента под колонну в сечении 2-2 по расчету
S = 3,4 см < Su / γn = 15 / 1,15 = 13,0 см.
25
4. Технико-экономическое обоснование выбора основного варианта
|
|
|
Стоимость |
|
|
Прямые |
№ |
|
Ед. измер. |
единицы |
|
Объем |
|
Наименование работ |
|
затраты |
||||
п/п |
работ |
измерения |
|
работ |
||
|
|
|
усл. руб. |
|
|
усл. руб. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Фундамент мелкого заложения на естественном основании |
|||||
1 |
Земляные работы |
1 м3 |
0,93 |
|
107,32 |
99,81 |
2 |
Водопонижение |
1 м3 воды |
0,89 |
|
62,78 |
55,87 |
3 |
Крепление стен |
1 п/м |
0,65 |
|
18,00 |
11,70 |
|
котлована |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Бетонирование |
1 м3 |
24,4 |
|
20,01 |
488,24 |
|
фундамента |
|
|
|
|
|
|
Итого: |
|
|
|
|
655,62 |
|
Фундамент мелкого заложения на песчаной подушке |
|
||||
1 |
Земляные работы |
1 м3 |
0,93 |
|
137,05 |
127,46 |
2 |
Водопонижение |
1 м3 воды |
0,89 |
|
4,38 |
3,90 |
3 |
Крепление стен |
1 п/м |
0,65 |
|
12,50 |
8,13 |
|
котлована |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Устройство |
1 м3 |
13 |
|
58,32 |
758,16 |
|
песчаной подушки |
песч. под. |
|
|||
|
|
|
|
|
||
5 |
Бетонирование |
1 м3 |
24,4 |
|
3,96 |
96,62 |
|
фундамента |
|
|
|
|
|
|
Итого: |
|
|
|
|
994,27 |
|
Фундамент на забивных сваях |
|
|
|||
1 |
Земляные работы |
1 м3 |
0,93 |
|
22,75 |
21,16 |
2 |
Водопонижение |
1 м3 воды |
0,89 |
|
3,03 |
2,70 |
3 |
Крепление стен |
1 п/м |
0,65 |
|
9,68 |
6,29 |
|
котлована |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Бетонирование |
1 м3 |
24,4 |
|
3,67 |
89,55 |
|
ростверка |
|
|
|
|
|
5 |
Стоимость свай, ра- |
1 м3 свай |
78,6 |
|
6,57 |
516,40 |
|
боты по погружению |
|
|
|
|
|
|
Итого: |
|
|
|
|
636,10 |
В результате технико-экономического сравнения вариантов фундамен- тов в сечении 2-2 в качестве основного типа фундамента выбираем свайный фундамент с монолитным железобетонным ростверком.
26
5. Расчет свайного фундамента в сечениях 1-1, 3-3, 4-4
Расчетные нагрузки на колонны по обрезу фундамента:
|
|
|
|
|
N0II, кН |
Т0II, кН |
|
М0II, кН× м |
N0I, кН |
|
Сечение 1-1 |
|
|
3329,32 |
|
|
|
3705,95 |
|||
Сечение 4-4 |
|
|
774,48 |
– |
|
– |
932,97 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N0II, кН/м |
Т0II, кН |
|
М0II, кН× м |
N0I, кН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сечение 3-3 |
|
|
138,41 |
|
|
|
156,89 |
|||
Несущая способность сваи составляет Fd = 963,28 кН. |
|
|||||||||
Расчетная нагрузка, передаваемая на сваю: |
|
|
||||||||
N = |
Fd |
|
= |
963,28 |
= 688,06 кН |
|
|
|
|
|
γ k |
|
|
|
|
|
|||||
|
1,4 |
|
|
|
|
|
||||
27
5.1. Расчет свайного фундамента в сечении 1-1
Находим расчетную нагрузку в сечении 1-1 на уровне подошвы рост- верка, размеры ростверка остаются неизменными.
GIр = γf × Vр × γ = 1,1×(2,2 × 2,2 ×0,6 +1,6 ×1,6 ×0,3) × 25 = 100,98 кН
G I гр = γ |
f |
×V |
× γI = 1,1×(2,2 × 2,2 -1,6 ×1,6) ×0,3×9,96 +1,1×0,55×2,2 ×9,96 + |
|||||||||
|
|
гр |
гр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 0,55× 2,2 ×0,5×8,37 +1,6 ×0,55 ×2,2 ×17,2 + 0,6 ×0,55× 2,2 ×15) = 76,25 кН |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Нагрузки |
|
|
|
NI, кН |
|
MI, кН·м |
|
ТI, кН |
|||
Вес грунта на уступах |
|
|
|
100,98 |
|
– |
|
– |
||||
Вес ростверка |
|
|
|
|
76,25 |
|
– |
|
– |
|||
Ветровая нагрузка |
|
|
|
|
|
1083,44 |
|
230,52 |
||||
Нагрузка на уровне обреза |
|
3705,95 |
|
– |
|
– |
||||||
фундамента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Суммарная нагрузка |
|
|
|
3883,18 |
|
1083,44 |
|
230,52 |
||||
на основание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Определим количество свай в сечении 1-1: |
|
|
|
|||||||||
n = |
|
|
N0 I |
|
= |
|
3883,18 |
|
= 6,64 |
|
|
|
N - γ срh(3d )2 γ n |
688,06 - 20 × 4,7 × (3 × 0,3)2 ×1,1 |
|
|
|||||||||
По обрезу фундамента действует значительный момент, поэтому уве- личиваем количество свай на 20% и принимаем:
n = 1,2 × 6,64 = 7,97 . Принимаем количество свай n = 8.
Размещение свай в плане:
1 100 |
1 100 |
|
|
900 |
900 |
|
|
450 |
45 0 |
900 |
1100 |
|
|
900 |
1100 |
28
5.2. Расчет ленточного свайного фундамента в сечении 3-3 |
||||
|
0,000 |
|
||
|
|
|
|
510 |
|
-3,800 |
700 |
||
|
|
|
|
|
|
-4,700 |
600 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
700 |
Находим расчетную нагрузку в сечении 3-3 на уровне подошвы рост- |
||||
верка: |
|
|
|
|
GI |
= γ |
f |
× V × γ = 1,1× 0,7 × 0,9 × 25 = 17,33 кН/м |
|
р |
|
р |
|
|
Нагрузки |
NI, кН/м |
Вес грунта на уступах |
– |
Вес ростверка |
17,33 |
Ветровая нагрузка |
– |
Нагрузка на уровне обреза |
156,89 |
фундамента |
|
Суммарная нагрузка |
174,22 |
на основание |
|
Определяем шаг свай в ленточном свайном фундаменте:
а = N / NI = 688,06 / 174,22 = 3,95 м.
Конструктивно принимаем шаг свай а = 2,0 м, исходя из оптимизации армирования монолитного железобетонного ростверка.
29
5.3. Расчет свайного фундамента в сечении 4-4
0,000
650
-3,800 |
510 |
506 |
|
|
|
|
700 |
|
-4,700 |
|
|
|
1 300 |
600 |
65 0 |
650 |
45 0 |
450 |
Находим расчетную нагрузку в сечении 4-4 на уровне подошвы рост- верка:
GI |
= γ |
f |
|
× V × γ = 1,1× (1,3×1,3 × 0,6 + 0,7 × 0,7 × 0,3) × 25 = 31,93 кН |
|
||||||||
р |
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
GIгр = γ |
f |
× V |
× γI = 1,1× (2 × 0,2 ×1,3 × 0,3 ×9,96 + 2 × 0,2 × 0,7 × 0,3 ×9,96) = 2,62кН |
||||||||||
|
|
|
|
|
гр |
гр |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Нагрузки |
|
NI, кН |
|
MI, кН·м |
ТI, кН |
||||
Вес грунта на уступах |
|
2,62 |
|
– |
– |
||||||||
Вес ростверка |
|
|
|
31,93 |
|
– |
– |
||||||
Ветровая нагрузка |
|
|
|
1083,44 |
230,52 |
||||||||
Нагрузка на уровне обреза |
932,97 |
|
– |
– |
|||||||||
фундамента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Суммарная нагрузка |
|
967,52 |
|
1083,44 |
230,52 |
||||||||
на основание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Определим количество свай в сечении 1-1: |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
N0I |
|
967,52 |
|
|
|
||
n = |
|
= |
|
= 1,65 |
|
||||||||
N - γ срh(3d )2 γ n |
688,06 - 20 × 4,7 × (3 × 0,3)2 ×1,1 |
|
|||||||||||
По обрезу фундамента действует значительный момент, поэтому уве- личиваем количество свай на 20% и принимаем:
n = 1,2 ×1,66 = 1,99 . Принимаем количество свай n = 2.
30
Список использованных источников
1.СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» М., 1990 г.
2.СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений», М., 1985 г.
3.СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты», М., 1986 г.
4.ГОСТ 20276-99. Грунты. Методы полевого определения прочности и деформируемости: Изд. стандартов, 1999 г.
5.Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП
2.02.01-83), М., Стройиздат, 1986 г.
6.СП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундамен- тов зданий и сооружений. – М.: Изд. Госстрой РФ, 2004 г.
7.СП 50-102-2003. Проектирование и устройство свайных фундаментов. – М.: Изд. Госстрой РФ, 2003 г.
8.СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предва- рительного напряжения арматуры, М., 2003 г.
9.СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции, М., 1985 г.
10.ГОСТ 13579-78. Блоки бетонные для стен подвалов. Технические усло- вия: Изд. стандартов, 1977 г.
11.Руководство по проектированию свайных фундаментов (НИИОСП им. Н.М. Герсеванова). М., 1980 г.
12.СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», М., 1985 г.
13.Б.И. Далматов «Механика грунтов, основания и фундаменты», М., Стройиздат, 1981 г.
14.Справочник «Основания и фундаменты» под редакцией Г.И. Швецова, М., Высшая школа, 1991 г.