Расчет свайного фундамента. 2

Содержание

1. Исходные данные

Место строительства - г. Ижевск

Таблица 1. Данные инженерно-геологических изысканий

Таблица 2.

Таблица 3. Средняя по месяцам температура наружного воздуха.

1.1. Характеристика здания

Здание 3-этажное общежитие на 100 человек для студентов и преподавателей с размерами в плане 12х24,6м, высота здания 13,2 м. Конструктивная схема каркасно-стеновая система.

Стены наружные несущие – трехслойная монолитная стена толщиной 490 мм с утеплением минеральной ватой Roockwool «Фасад баттс»

Стены внутренние несущие – монолитные толщиной 160 мм

Стены наружные самонесущие – трехслойная монолитная стена толщиной 490 мм с утеплением минеральной ватой Roockwool «Фасад баттс»

Перекрытия – сборные ж/б круглопустотные плиты толщиной 220 мм. Конструкция пола: Пол, состоящий из покрытия, жесткого основания в виде монолитной или сборной стяжки и сплошного звукоизоляционного слоя из упругомягких или плавающий пол сыпучих материалов, уложенных на плиты перекрытия.

Перегородки – из красного кирпича толщиной 120 мм.

Балконы – монолитные ж/б плиты толщиной 100 мм. 

Крыша – плоская неэксплуатируемая.

Кровля:

1. Экструзионный пенополистирол ТЕХНОНИКОЛЬ 30-250;

2. Техноруф В50

3. Техноруф Н50

4. Унифлекс ТКП

5. Армированная цементная стяжка

6. Ж/б круглопустотная

2. Инженерно-геологические изыскания

2.1. Определение физико-механических характеристик грунтов площадки строительства

Плотность сухого грунта:

Удельный вес  сухого грунта:

Степень влажности  грунта:   

Коэффициент пористости:

Число пластичности:

Показатель  текучести:  

Удельный вес  грунта:

Удельный вес  грунта с учетом взвешивающего действия воды

;

Удельный вес  частиц грунта:

Плотность воды:

Для каждого  слоя грунта определяем удельное сцепление – С, угол внутреннего трения - j и модуль общей линейной деформируемости грунта – Е₀ по приложению 1 СНиП 2.02.01 – 83* в зависимости от коэффициента пористости – е  и показателя текучести – I_L.

Значения приведены  в таблице 4

Таблица 4. Физико-механические свойства грунта

2.2. Построение геологического разреза и плана здания

Отметка планировки:

.

Ситуационный  план здания

Рис. 1. Ситуационный план здания

                  а)                              б)

Рис. 2. Геологический  разрез: а) 1-2; б) 2-3

2.3. Заключение о площадке строительства

1. Рельеф площадки c ярко выраженным уклоном с юга на север

2. Способ залегания  грунтов – послойное с выдержанным залеганием грунтов

3. По ГОСТ 25100-95  «Грунты. Классификация» и данных таблицы 1, можно выделить:

4. Водоносный  слой – песок пылеватый

5. Водоупорный слой – глина

6. В целом данная площадка пригодна для строительства данного объекта. Осложнение вызывает песок пылеватый являющийся пучинистым основанием.

По результатам  определения физико-механических свойств  грунта видно, что все слои грунта водонасыщены (по показателю S_r степень влажности). Это возможно из за обильных осадков.

3. Сбор нагрузок на фундамент

3.1. Сбор нагрузок на фундамент

Сбор нагрузок осуществляется по трем характерным  сечениям

1. Наружные несущие стены  

2. Внутренние несущие стены

3. Наружные самонесущие стены

Таблица 5. Сбор нагрузок

Определяем  нагрузки на наружную стену по оси Л – Л

Грузовая площадка: , где

 где

n – количество этажей;

S_гр – грузовая площадка;

    Определяем нагрузки на внутреннюю стену по оси М’ – М’

Грузовая площадка: ,

Определяем  нагрузки на наружную самонесущую стену по оси 19 – 19

Грузовая площадка: ,

Определяем  нагрузки на внутреннюю самонесущую стену по оси 11 – 11

Грузовая площадка: ,

 
Таблица 6. Сбор нагрузок на наружную стену по оси М – М

Определяем  нагрузки на наружную стену по оси  М – М

Грузовая площадка: , где

 где

n – количество этажей;

S_гр – грузовая площадка;

5. Расчет свайного фундамента

За грунт  основания свайного фундамента принимаем  твердую глину с I_L<0 (3-й слой). Сваи забивают без выемки грунта на 0,5 м глубже кровли слоя твердой глины.

Считаем длину  сваи: .

Принимаем висячую сваю сплошного квадратного сечения с поперечным армированием ствола с напрягаемой продольной арматурой:

Рис. 3. Свая сплошного  квадратного сечения с поперечным армированием ствола с напрягаемой продольной арматурой

1 – подъемные петли; 2 – штырь для фиксации места строповки при подъеме на копер

Марка сваи: СНпр 3-30; L=3,0 м; l=0,25 м; l₁=0,6 м; b=0,3 м, масса сваи = 700 кг.

Марка используемого  бетона по прочности на сжатие М300.

Так как мы имеем жилой  дом с несущими стенами, то принимаем  свайные фундаменты с монолитным железобетонным ростверком, устраиваемый с выпуском над уровнем планировочных отметок на 0,1м. Марка бетона для ростверка М300. Габаритные размеры принимаем: ширина ростверка – на 20 см больше ширины сваи, т.е. ширина ростверка 0,5м. Размеры ростверка по высоте принимаем 0,5 м.

.

Рис. 4. Схема определения несущей способности сваи

Определяем  несущую способность одной висячей  сваи по формуле:

Где g_с – коэффициент условия работы, для забивных свай g_с = 1;

    g_CR = 1 – коэффициент условия работы грунта под нижним концом сваи определяется по табл. 3 СНиП 2.02.03-85;

R – расчетное сопротивление грунта  под нижним концом сваи, определяется по табл. 1 СНиП 2.02.03-85           

R= 7500 кН/м², кПа;

А – площадь поперечного сечения ствола сваи, А = а² = 0,09 м²;

U_i – периметр поперечного сечения ствола сваи, U_i = 1,2 м²;

g_сfi – коэффициент условия работы грунта по боковой поверхности, для забивных свай принимаемый по табл. 3 СНиП 2.02.03-85 g_сfi = 1;

f_i – удельная сила трения по боковой поверхности сваи в зависимости от расстояния природной отметки рельефа до середины слоя принимается по табл. 2 СНиП 2.02.03-85;

 h_i ≤ 2м.

По таблице определяем: f₁ = 13,5 кПа; f₂ = 21,0 кПа; f₃ = 30,8 кПа;

Допускаемая нагрузка на одну сваю:

Где =1,4 - коэффициент по нагружению.

Определение минимального шага свай из условия их размещения в   ростверке:

b - сторона сваи

Требуемое количество свай по оси Л – Л:        

Определим шаг  свай: a – шаг свай,

;

N_I = 328,22 кН/м;

m₀=1 – количество рядов свай;

Принимаем шаг свай 1,6 м, требуемое количество свай – 15 шт.

Требуемое количество свай по оси М’ – М':        

;

N₂ = 345,51 кН/м;

Принимаем шаг свай 1,5 м, требуемое количество свай – 16 шт.

Требуемое количество свай по оси М – М:        

;

N₅ = 495,95 кН/м ;

Принимаем шаг  свай 1,0 м, требуемое количество свай – 24 шт.

6. Проверка  прочности грунта  под нижним концом сваи

Проверка проводится по самому нагруженному сечению М-М.

Свайный фундамент  приводится к эквивалентному по воздействию на грунт фундаменту на естественном основании.

Средневзвешенный  угол внутреннего трения слоев грунта на глубине забивки сваи:

°.

Угол рассеивания  напряжений: °.

Ширина условного  фундамента:

Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи:

где g_с1 = 1,25 из табл. №3 СНиП 2.02.01-83*

     g_с2 = 1,04 – коэффициенты  условий работы, табл. 3 СНиП 2.02.01-83*;

k=1,1 – коэффициент, принимается из условия, что прочностные характеристики грунта (j и с) приняты по табл. 1-3 рекомендуемого приложения 1 СНиП 2.02.01-83*;

M_g = 0,56; M_q = 3,44; M_C = 6,04;

C_II = 40,6 кПа;

Среднее давление на основание:

Условие выполняется.

7. Расчет осадки фундамента по методу послойного суммирования

Осадка определяется по следующей формуле:

Е_0i – модуль деформации i – го слоя.

Осадку определяем до тех  пор, пока ,т.е. напряжения от внешней нагрузки не должны превышать 20%  напряжений от собственного веса грунта.

Таблица 7. Осадка свайного фундамента

Суммарная осадка по оси М-М:

, условие выполняется.         

8. Водопонижение и гидроизоляция фундаментов

От поверхностных  и подземных вод стены защищают путем устройства отмосток, укладки горизонтальной гидроизоляции на уровне не ниже 5 см от поверхности отмостки. В качестве вертикальной гидроизоляции используется 2 слоя рубероида на битумной мастике.

9. Список литературы

1. Далматов Б. И. «Механика грунтов, основания и фундаменты». Москва, Стройиздат 1981г.
2. СНиП 2.01.01-99* «Строительная климатология».
3. СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».
4. СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений».
5. СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».
6. Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные сооружения. Москва, Стройиздат  1985г.
7. ФЕР 81-02-07-2001 «Бетонные и железобетонные конструкции сборные».
8. ФЕР 81-02-06-2001 «Бетонные и железобетонные конструкции монолитные».
9. ФЕР 81-02-01-2001 «Земляные работы».
10. ФЕР 81-02-05-2001 «Свайные работы, опускные колодцы закрепление грунтов».