--PAGE_BREAK--а) Крайний ряд
Aф= N / ( R — g d ) = 2.34 / ( 0.307 — 0.02 2 ) = 8.76 м2
Увеличиваем на 20 % получаем Аф = 10,5 м2
Принимаем размеры фундамента 2,5 на 4,0 м (Аф = 10 м2 )
Конструирование фундамента
при Rбетона= 0,19 Мпа
и при марке М 100
a= 31 tg a= 0.61
h = ( b — b0) / 2 tg a=
= (4.0 — 1.2 ) / 2 0.61 = 2.4 м
Необходимо принять в качестве несущего слоя 2 слой — песок крупнозернистый, но так как он находится в рыхлом состоянии ( е = 0,76 ) необходимо выполнить мероприятия по его уплотнению.
( еmax= 0.65 ) j= 38 E = 30 C — нет
пересчитываем расчетное сопротивление
R = ( 1.4 1 / 1.1 ) ( 2.11 1 2.5 1000 + 9.44 2,4 1000 + 0 + 0 ) = 1.27 ( 5275 + 22656) = 354,72 кПа
Aф= N / ( R — g d ) = 2.34 / ( 0.354— 0.02 2 ) = 7,5м2
Увеличиваем на 20 % получаем Аф = 9 м2
Оставляем размеры фундамента 2,5 на 4,0 м (Аф = 10 м2 )
Vф= 0,7 1,2 0,4 + 0,5 ( 1,6 1,1 + 2,4 1,5 + 3,2 1,9 + 4 2,5) = 11,06 м3
Vгр= 2,5 4 2,4 — 11,06 = 12,94 м3
Gф= 11,06 2400 = 0,265 МН
Gгр= 12,94 1900 = 0,246 МН
Рmax ( min )= ( N + Gф+ Gгр) / А ± М/ W = ( 2.34 + 0.265 + 0.246 ) / 10 ± 0.72 / 6.67 = 0.40 ( 0.18 ) Мпа
W = b L2 / 6 =2.5 42 / 6 = 6.67 м3
Рmax £ 1,2 R
0.4 Мпа £ 0,42 Мпа
Рср = 0,29 £ R = 0.354
б) Средний ряд
Aф= N / ( R — g d ) = 3,98/ ( 0.307 — 0.02 2 ) = 14,9м2
Увеличиваем на 20 % получаем Аф = 17,9 м2
Принимаем размеры фундамента 3,5 на 5,0 м (Аф = 17,5 м2 )
Конструирование фундамента
пересчитываем расчетное сопротивление
R = ( 1.4 1 / 1.1 ) ( 2.11 1 3.5 1000 + 9.44 2,4 1000 + 0 + 0 ) = 1.27 ( 7385+ 22656) = 380 кПа
Aф= N / ( R — g d ) = 3,98/ ( 0.38— 0.02 2 ) = 11,64м2
Увеличиваем на 20 % получаем Аф = 14 м2
Оставляем размеры фундамента 3,5 на 5,0 м (Аф = 17,5 м2 )
Vф= 0,7 1,2 0,4 + 0,5 ( 2 1,3 + 3 1,9 + 4 2,5 +5 3,5 ) = 18,236 м3
Vгр= 3,5 5 2,4 — 18,236 = 23,764 м3
Gф= 18,236 2400 = 0,437 МН
Gгр= 23,764 1900 = 0,452 МН
Рmax ( min )= ( N + Gф+ Gгр) / А ± М/ W = ( 3,98+ 0.437+ 0.452) / 17,5 ± 1,92/ 14,6= 0.41 ( 0.15) МПа
W = b L2 / 6 =3.5 52 / 6 = 14,6м3
Рmax £ 1,2 R
0,41 МПа £ 0,46 МПа
Рср = 0,28 £ R = 0.38
4.3 Расчет осадки фундамента по методу послойного
суммирования осадок.
Вся толща грунтов ниже подошвы фундамента разбивается на отдельные слои толщиной 0,2 bf
Для подошвы каждого слоя определяется :
nдополнительное напряжение от нагрузки на фундамент
szp i= ai+ P0 Р0= Р — szg 0
nприродное напряжение от собственного веса грунта
szg i= szg i -1+Hi gi
Если szp i
Расчет осадки фундаментов производим в табличной форме, как сумму осадок элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи грунтов основания.
а) Крайний ряд ( ось «А», скв.1 )
0,2 bf = 0,2 2,5 = 0,5 м
szp i= ai+ P0 Р0= Р — szg 0= 290 — 45,6 = 244,4
szg 0= g d = 1900 2.4 = 45.6
szg i= szg i -1+Hi gi
Отметка слоя
Z (м)
Коэф. a
Напряжения в слоях
Е0
Осадка слоя (м)
Природное
20%
Дополнительное
132,00
0,0
1,000
45,6
9,12
244,4
30
-
131,50
0,5
0,972
55,1
11,02
237,56
30
3,96
131,00
1
0,848
64,6
12,92
207,25
30
3,45
130,50
1,5
0,682
74,1
14,82
166,68
30
2,78
130,00
2
0,532
83,6
16,72
130,02
30
2,17
129,50
2,5
0,414
93,1
18,62
101,18
25
2,02
129,00
3
0,325
102,6
20,52
79,43
25
1,59
128,50
3,5
0,260
112,1
22,42
63,54
25
1,27
128,00
4
0,210
121,6
24,32
51,32
25
1,03
127,50
4,5
0,173
131,1
26,22
42,28
25
0,85
127,00
5
0,145
140,6
28,1
35,44
17
1,04
126,50
5,5
0,123
150,1
30
30,10
17
0,89
126,00
6
0,105
159,6
31,9
25,66
17
0,75
Всего
21,8
Осадка фундамента S = 0.8 21,8= 17,44мм.
Граница сжимаемой толщи грунта на отм.126,00 м.
(мощность сжимаемой толщи грунтов 6 м. ).
При наличии в сжимаемой толще грунта меньшей прочности, чем вышележащие слои, необходимо проверить условие
szp+ szg £ Rz
z = 5 м szp+ szg = 35,44 + 140,6 = 176,04
R = ( 1.4 1 / 1.1 ) ( 0,47 1 8,25 2010 + 2,89 2,4 1860+ 0 + 5,48 25) = 1.27 ( 7794+ 12900 + 137 ) = 264 кПа
bz = Az + a2 — a = 80.4 + 0.752 — 075 = 8.25
Az = N / szp = 2.85 / 35.44 = 80.4
a = ( L — b ) / 2 = ( 4 — 2.5) / 2 = 0.75
szp+ szg = 176.04 кПа £ Rz= 264 кПа
Условие выполнилось
б) Средний ряд ( ось «Б», скв.2 )
0,2 bf = 0,2 3,5 = 0,7м
szp i= ai+ P0 Р0= Р — szg 0= 280 — 45,6 = 234,4
szg 0= g d = 1900 2.4 = 45.6
szg i= szg i -1+Hi gi
Отметка слоя
Z (м)
Коэф. a
Напряжения в слоях
Е0
Осадка слоя (м)
Природное
20%
Дополнительное
132.00
0,0
1,000
45,6
9,12
234.4
30
-
131.3
0.7
0,972
58.9
11.78
227.84
30
5.32
130.6
1.4
0,848
72.2
14.44
198.77
30
4.64
129.9
2.1
0,682
85.5
17.1
159.86
30
3.73
129.2
2.8
0,532
98.8
19.76
124.70
25
3.49
128.5
3.5
0,414
112.1
22.42
97.04
25
2.72
127.8
4.2
0,325
125.4
25.08
76.18
25
2.13
127.1
4.9
0,260
138.7
27.74
60.94
25
1.71
126.4
5.6
0,210
152
30.4
49.22
25
1.38
125.7
6.3
0,173
165.3
33.06
40.55
17
1.67
125
7
0,145
178.6
35.72
33.99
17
1.40
Всего
28.19
Осадка фундамента S = 0.8 28.19 = 22.55 мм.
Граница сжимаемой толщи грунта на отм.125,00 м.
(мощность сжимаемой толщи грунтов 7м. ).
DS = 2.55 — 1.75 = 0.8 cм = 0,008 м
L = 18 м
DS/ L= 0.008 / 18 = 0.00044
5 Проектирование свайного фундамента из забивных призматических свай (вариант 2)
В качестве несущего слоя выбираем 5 слой — Суглинок твердый. В этом случае минимальная длина свай равна 12 м. ( так как сваи должны быть заглублены в несущем слое не менее чем на 1 метр ). Принимаем сваи размером сечения 400 * 400 мм. Глубину заделки свай в ростверке принимаем 0,1 м. ( шарнирное сопряжение свай с ростверком ).
5.1 Расчет на прочность
продолжение
--PAGE_BREAK--а) Крайний ряд (скв. 1 )
Несущая способность сваи
Fd = gc( gcr R A + U Sgcf fi hi )
gc= 1 gcr= 1 gcf= 1
R = 10740 кПа А = 0,16 м2 U = 1.6м
слои
1
2
3
4
5
6
7
8
fi
38,5
46,8
53
56,3
59,5
9
9
66,4
hi
1,4
1,2
1,2
2
0,5
2
1,7
1,9
Fd = 1 ( 1 10740 0,16 + 1,6 ( 1 38,5 1,4 + 46,8 1,2 + 53 1,2 + 56,3 2 + 59,5 0,5 + + 9 2 + 9 1,7 +66,4 1,9 ) = 2,48 МН
Определяем число свай
n = gr N / Fd = 1.4 2.34 / 2.48 = 1.32
Принимаем 2 сваи
Определяем нагрузку на 1 сваю
Vр= 0,4 ( 0,7 1,2 + 0,7 2,3 ) = 0,98 м3
Vгр= 0,8 0,7 2,3 — 0,98 = 0,31 м 3
Gр= 0,98 2400 = 23 кН
Gгр= 0,31 1900 = 0,6 кН
Nd = 2.34 + 0.023+ 0,006 = 2,37 МН
N = Nd /n ± Mx y / Syi2 ± My x / Sxi2 =
= 2.37 / 2 ± 0.72 0.8 / 0.82 + 0.82 = 1.64 (0.74 )
y = 0
N = 1.64 МН £ Fd / gr= 2.48 / 1.4 = 1.77 МН
б) Средний ряд (скв. 2 )
Несущая способность сваи
Fd = gc( gcr R A + U Sgcf fi hi )
gc= 1 gcr= 1 gcf= 1
R = 10740 кПа А = 0,16 м2 U = 1.6м
слои
1
2
3
4
5
6
7
8
fi
36,75
46,2
51,5
56,6
58,6
9
9,1
68,01
hi
0,9
2
0,6
2
1,8
2
1,5
1,1
Fd = 1 ( 1 10740 0,16 + 1,6 ( 36,75 0,9 + 46,2 2 + 51,5 0,6 + 56,6 2 + 58,6 1,8 + + 9 2 + 9,1 1,5 + 68,1 1,1 ) = 2,49 МН
Определяем число свай
n = gr N / Fd = 1.4 3,98/ 2.49= 2,49
Принимаем 3 сваи
Определяем нагрузку на 1 сваю
Vр= 0,4 ( 0,7 1,2 + 2,3 2,3 ) = 2,45 м3
Vгр= 0,8 2,3 2,3 — 2,45 = 1,78 м 3
Gр= 2,45 2400 = 59 кН
Gгр= 1,78 1900 = 34 кН
Nd = 3,98+ 0.059 + 0,034 = 4,1 МН
N = Nd /n ± Mx y / Syi2 ± My x / Sxi2 =
= 4,1/ 3 ± 1,99 0.8 / 0.82 + 0.82 ± 0,72 0.8 / 0.82 + 0.82 + 0.82 =2,87 (-0,13)
N = 2,87МН > Fd / gr= 2.49/ 1.4 = 1.78МН
Необходимо увеличить количество свай до 4
N = Nd /n ± Mx y / Syi2 ± My x / Sxi2 =
= 4,1/ 4 ± 1,99 0.8 / 4 0.82 ± 0,72 0.8 / 4 0.82 =1,88 (-0,19)
N = 1,88МН > Fd / gr= 2.49/ 1.4 = 1.78МН
Необходимо увеличить расстояние между сваями
N = Nd /n ± Mx y / Syi2 ± My x / Sxi2 =
= 4,1/ 4 ± 1,99 1/ 4 12 ± 0,72 1/ 4 12 =1,71 (0,35)
N = 1,71МН £ Fd / gr= 2.49/ 1.4 = 1.78МН
5.2
Расчет свайного фундамента по деформациям
j11,mt= Sj11,i hi / S hi
а) Крайний ряд ( скв. 1 )
j11,mt= Sj11,i hi / S hi = ( 38 1.4+ 0 + 38 2.5 + 19 3.7 + 23 1.9 ) / ( 2.2 + 2.4 + 2.5+ + 3.7 + 1.9 ) = 22
L = h tg ( j11,mt/ 4 ) = 11.9 tg 5.5 = 11.9 0.096 = 1.14
b = 2 a + 2 0.4 + 1.2 = 4.28 м
б) Средний ряд ( скв. 2 )
j11,mt= Sj11,i hi / S hi = ( 38 0,9+ 0 + 38 3,8+ 19 3.5+ 23 1.1) / ( 2.2 + 2.4 + 2.5+ + 3.7 + 1.9 ) = 22,7
L = h tg ( j11,mt/ 4 ) = 11.9 tg 5.7= 11.9 0.0998 = 1.19
b = 2 a + 2 0.4 + 1.6= 4.78 м
Определение осадки
а) Крайний ряд ( ось «А», скв. 1 )
Vусл.ф= 4,28 2,98 12,7 = 161,98 м3
Gусл.ф= 161,98 20 кН/м3 = 3240 кН
N = 1640 2 = 3280 кН
Рср = ( G + N ) / A = ( 3240 + 3280 ) / 4.28 2.98 = 511.4 кПа
Расчетное сопротивление грунта в основании
R = (gc1gc2/ k) ( Mg Kz b g11+ Mg d1 g11`+ ( Mg — 1 ) db g11`+ Mc c11 )
gc1= 1.4 gc2= 1 К = 1,1
при j= 23 Мg= 0,69 Мg= 3,65 Mc = 6,24
Kz = 1 b = 2.98
g11= 1860 g11`= 2010 c11 = 25
d1 = 12,7м db = 0
R = ( 1.4 1 / 1.1 ) ( 0,69 1 2,98 1860+ 3,65 12,7 2010+ 0 + 6,24 25) = 1.27 ( 3825 + 93174+ 156) = 1233,9 кПа
Рср = 511,4 кПа
0,2 bf = 0,2 4,28 = 0,8 м
Р0= Р — szg 0= 511,4 — 241,3 = 270,1
szg 0= g d = 1900 12.7= 241,3
szg i= szg i -1+Hi gi
szp i= ai+ P0
Отметка слоя
Z (м)
Коэф. a
Напряжения в слоях
Е0
Осадка слоя (м)
Природное
20%
Дополнительное
121,7
0,0
1,000
241,3
48,26
270,1
14
-
120,9
0,8
0,977
256,5
51,3
263,89
14
15,08
120,1
1,6
0,879
271,7
54,34
237,42
14
13,54
119,3
2,4
0,749
286,9
57,38
202,30
14
11,56
118,5
3,2
0,629
302,1
60,42
169,89
14
9,71
117,7
4
0,530
317,3
63,46
143,15
14
8,18
116,9
4,8
0,449
332,5
66,5
121,27
14
6,93
116,1
5,6
0,383
347,7
69,54
103,45
14
5,91
115,3
6,4
0,329
362,9
72,58
88,86
14
5,08
114,5
7,2
0,285
378,1
75,62
76,98
14
4,40
113,7
8
0,248
393,3
78,66
66,98
14
3,83
Всего
84,22
Осадка фундамента S = 0.8 84,22= 67,38мм.
Граница сжимаемой толщи грунта на отм.113,00 м.
(мощность сжимаемой толщи грунтов 8 м. ).
продолжение
--PAGE_BREAK--