Мелкого заложения;

1 мелкого заложения;

2 свайных фундаментов.

Расчет производится для сечения с максимальной нагрузкой – по сечению 1-1.

Расчетная нагрузка: = 195,22 КН.

5.1 Расчет фундамента мелкого заложения на естественном основании

Устанавливаем глубину заложения подошвы фундамента, зависящую от глубины промерзания, свойств основания грунтов и конструктивных особенностей сооружения.

Для города Комсомольск-на-Амуре нормативная глубина промерзания определяется по формуле

(5.10)

, (5.11)

где L_v - теплота таяния (замерзания) грунта, находится по формуле

, (5.12)

где z₀- удельная теплота фазового превращения вода – лед,

;

суммарная природная влажность грунта, доли единицы, ;

относительное (по массе) содержание незамерзшей воды, доли единицы, находится по формуле

(5.13)

k_w -коэффициент, принимаемый по таблице 1[16] в зависимости от числа пластичности I_p и температуры грунта Т, °С;

w_p -влажность грунта на границе пластичности (раскатывания), доли единицы.

 температура начала замерзания грунта, °С.

T_f,m t_f,m -соответственно средняя по многолетним данным температура воздуха за период отрицательных температур, °С и продолжительность этого периода, ч,;

C_f -объемная теплоемкость соответственно талого и мерзлого грунта, Дж/(м³×°С)

l_f -теплопроводность соответственно талого и мерзлого грунта, Вт/(м×°С)

Расчетную глубину промерзания определяем по формуле

, (5.14)

где k_h– коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, [2, табл.5.1],

 0,4 ^. 2,6 = 1,04 м

Так как глубина заложения не зависит от расчетной глубины промерзания [2], то глубину заложения принимаем по конструктивным соображениям. В нашем случае глубину заложения откладываем от конструкции пола подвала (см.рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 Глубина заложения фундамента

 2,72 – 1,2 = 1,52 м

Все последующие расчеты выполняем методом последовательных приближений в следующем порядке:

Предварительно определяют площадь подошвы фундамента по формуле

, (5.15)

где N_o – расчетная нагрузка в сечении, N_o=195,22 кН/м;

R_o – расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента, R₀ = 150кПа;

h – глубина заложения подошвы, 1,52 м;

k_зап – коэффициент заполнения (принимают равным 0,85);

g - удельный вес материалов фундамента (принимают равным 25 кН/м³).

По таблице 6.5 [2] подбираем плиту марки ФЛ 20.12, имеющую размеры:  1,18м,  2 м, 0,5 м и стеновые блоки марки ФБС 12.4.6, имеющие размеры:  1,18м,  0,4 м, 0,58 м, стеновые блоки марки ФБС 12.4.3, имеющие размеры:  1,18 м,  0,4 м, 0,28 м.

По таблице 2 приложения 2 [1] для песка пылеватого средней пластичности с e = 0,67 находим 29,2^о и 3,6 КПа

По таблице 5.4 [2], интерполируя по углу внутреннего трения φ_н, находим значения коэффициентов: 1,08, 5,33, 7,73.

Определяем значение расчетного сопротивления R по формуле

 , (5.16)

где g_с1 и g_с2 – коэффициенты условий работы, принимаемые по табл.5.3

g_с1 = 1,25 и g_с2 = 1,2;

k – коэффициент, принимаемый равным 1,1, если прочностные характеристики

грунта (с и j) приняты по табл. 1.1;

М_g, М_q, M_c – безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл. 1.3;

k_Z – коэффициент, принимаемый при b < 10 м равным 1;

b – ширина подошвы фундамента, b=2 м;

g_II – расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы

фундаментов (при наличие подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³;

g¹_II– то же, залегающих выше подошвы, кН/м³;

С_н – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d₁ – глубина заложения внутренних и наружных фундаментов от пола подвала м, определяют по формуле

, (5.17)

где h_S – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м,

h_S=0,5мм;

h_cf– толщина конструкции пола подвала, h_cf=0,12м;

g_cf– расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м³,

для бетона g_cf=25 кН/м³.

Глубину до пола подвала определяют по формуле

d_b=d-d₁, (5.18)

d_b=1,52-0,67=0,85м

Расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундаментов определяют по формуле

 g_II, (5.19)

где γ_n – удельный вес грунтов соответствующих слоев, кН/м³;

h_n – толщина соответствующих слоев, м.

При наличие подземных вод расчетное значение удельного веса грунтов определяется с учетом взвешивающего действия воды по формуле

 g_sb (5.20)

где γ_s – удельный вес твердых частиц грунта, кН/м³;

γ_w – удельный вес воды, кН/м³;

γ₁=1,83×9,8=17,93 кН/м³

γ₂=1,9×9,8=18,62 кН/м³

γ₃=2×9,8=19,6 кН/м³

Рисунок 5.2 – Геологический разрез по скважине №2

Расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундаментов определяют по формуле:

Проверяют значение среднего давления под подошвой фундамента по формуле

, (5.21)

где N_f- вес фундамента, кН;

N_g- вес грунта на обрезах фундамента, кН;

b – ширина фундамента, м;

l = 1 м, так как все нагрузки приведены на погонный метр.

 

 

 

Так как ∆<10%, следовательно, фундамент запроектирован, верно.

5.2 Расчет свайного фундамента

Проектирование свайных фундаментов ведут в соответствии с [10]. Для центрально нагруженного фундамента расчеты выполняют в следующем порядке:

а) Определяют длину сваи:

Толщину ростверка принимают равной 0,5м.

FL₁ = 2,22+0,5=2,72 м, (отметка заложения ростверка),

FL₂=6,4 м, (предварительная отметка заложения сваи)

L_расч = FL₁ – FL₂ , (5.20)

L_загот = L_расч+L_зад , (5.21)

где L_расч –расчетная длина сваи, м;

L_зад - длина заделки сваи в ростверк, L_зад=0,05м.

 

L_расч = 6,4-2,72=3,68 м,

L_загот =3,68+0,05=3,73 м

 

Принимают железобетонную сваю сплошного сечения квадратную в поперечнике марки С 4-30. Где l=4м, b=0,3м, m(сваи)=220кг, m(острия)=50кг.

Определяют несущую способность сваи по грунту по формуле

, (5.22)

где g_с – общий коэффициент условия работы равный 1,0;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи от поверхности

земли, кПа, принимаемое по табл.1;

А – площадь поперечного сечения, 0,3х0,3=0,09м²;

U – наружный периметр поперечного сечения сваи, 0,3х4=1,2м;

 g_CR и g_cf - коэффициенты условий работы грунта под нижним концом и на боковой

поверхности сваи (принимают g_CR= 1,0 и g_cf = 1,0 в соответствии с табл. 9.3 для свай погружаемых забивкой);

f_i - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности

сваи, принимаемое по табл. 2, кПа;

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

Рисунок 5.4 Размеры свайного фундамента

Z₁=1,52м;

Z₂=3,2м;

Z₃=4,5м;

Z₄=5,58м;

f₁=38,64кПа,

f₂=25,4 кПа,

f₃=28кПа;

f₄=41,16кПа.

По табл. для песчаных грунтов средней плотности расчетное сопротивление грунта находят интерполяцией при глубине погружения нижнего конца сваи от DL, l=5,72м:

R=2272 кПа,

200 £ F_d£ 1000